JPH09166610A

JPH09166610A - モータの回転異常検出装置

Info

Publication number: JPH09166610A
Application number: JP7326924A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Ito; 孝宏伊藤; Jo Hosoda; 條細田
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: JP3575895B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータの起動時や、外来ノイズによる誤動作
時における警報の発生を防し、定常運転中のモータの回
転数の低下を検出し、警報信号を出力させる。【解決手段】モータＭの回転検出手段１１と、その信
号ａにより、１回転あたり、所定の周期で所定の数のパ
ルス信号ｃを発生するパルス発生回路１２と、そのパル
ス信号ｃのパルス数に相当する数の三角波信号ｄを発生
する三角波発生回路３と、その三角波出力信号ｄの振幅
値が第１の基準値Ｖ１を超えたとき、少なくとも異常検
出回転数に相当する該三角波信号ｄの周期より長い一定
パルス幅のパルス信号ｅを発生する比較・単安定マルチ
バイブレータ回路１３と、その一定パルス幅のパルス信
号ｅを蓄積するコンデンサ１４と、その蓄積電圧ｆを比
較回路４に入力させ、該蓄積電圧ｆが、該比較回路４に
より、第２の基準値Ｖ２を超えたとき警報信号ｇを出力
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転異常
検出装置に関し、例えばファンモータ、すなわち発熱す
る部品を内蔵する電子機器や装置などを冷却するファン
モータであって、該モータのなんらかの原因で回転の低
下または停止により、前記機器や装置の異常な温度上昇
を未然に防ぐため、該モータの回転が所定の回転数以下
になったとき、警報信号を出力する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のモータの回転異常検出装
置については、図８の基本構成図に示すものがある。図
８によれば、該モータの回転異常検出装置は、モータＭ
の回転数を検出する回転検出器１と、該回転検出器１か
らの検出信号により、１回転あたり、所定の繰り返し周
期で所定の数のパルス信号を発生するパルス発生回路２
と、該パルス発生回路２からのパルス信号により、前記
パルスの数に相当する数の三角波信号を発生する三角波
発生回路３と、該三角波発生回路３から出力される三角
波信号の振幅値が、ある基準値Ｖを超えたとき、警報信
号を出力する比較回路４とからなっている。

【０００３】図８において、モータＭの回転数が低下す
ると、パルス発生回路２からのパルス信号の発生間隔が
広がり、三角波発生回路３から出力される三角波信号の
振幅値は上昇する。このため、三角波信号の振幅値が定
められた基準値Ｖを超えたとき、前記比較回路４により
警報信号を出力して、前記モータＭの回転数の異常低下
を検出するというものである。しかし、前記装置では、
モータＭの起動の際には、当初、回転数が低い状態があ
るため、一瞬、警報信号を発生してしまう。

【０００４】この点を改良し、電源に並列に接続された
充電回路を前記比較回路４に組み合わせ、電源が投入さ
れた後、一定時間だけ警報信号を出力しないようにした
技術が開示されている。（特開平4-271293号公報）

【０００５】また、図９に示すように、図８の基本構成
の回転異常検出装置の警報信号出力ｐを、さらに、充電
回路５で蓄積し、前記警報信号ｐがある程度持続したこ
とを比較回路６で検出して、警報信号ｒを外部に出力し
ている。この図９に示す回転異常検出装置でも、モータ
起動の際の警報信号ｒの発生を防止することができる。
ここで使用されている回転検出器１は、４個の抵抗器R
1,R2,R3,Rm からなるブリッジ回路で、特に抵抗器Rm
は、モータＭの回転子を通る漏洩磁束が、該抵抗器Rmを
横切るときにその抵抗値が減少するという磁気抵抗効果
を利用したものである。なお、Ｖ０は直流電源電圧、Ｖ
１は第１の基準値、Ｖ２は第２の基準値である。（実公
平2-26220 号公報）また、図１０は、図９に示す構成の各部の動作を示す波
形図である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開平
4-271293号公報に記載された技術では、モータ起動時に
一定時間、警報信号を出力しないように構成されている
ものの、回転が一定値に達した後の回転異常検出につい
ては、図８の基本構成のものと同じく、三角波信号の振
幅値を定められた基準値と比較する構成になっている。
しかしながら、図８の基本構成のものは、外来ノイズに
弱いという問題点がある。すなわち、前記比較回路４に
演算増幅器を用いているため、入力抵抗が非常に大き
く、小さな電流信号でも扱えるという利点があるが、反
面、外来ノイズのような電源電圧の異常な変動もそのま
ま、検出してしまうという問題点があった。つまり、ノ
イズにより誤動作してしまうおそれがあった。

【０００７】他方、前記実公平2-26220 号公報に記載さ
れた技術では、警報信号ｐがある程度持続した後、外部
に出力するため、連続してノイズが侵入しない限り、誤
って警報信号ｒを出力するようなことはない。しかし、
モータＭの１回転中に一定周期で発生する三角波信号ｎ
のうち、定められた基準値Ｖ１を超える部分だけを警報
として取り出し、蓄積するため、次のような問題点があ
った。

【０００８】すなわち、図１０に示すように、三角波発
生回路（充放電回路）３からの三角波信号ｎは、モータ
Ｍの回転数が低いほど、該三角波信号ｎの振幅値の基準
値Ｖ１を超える部分の時間は長くなり、警報信号ｒを外
部に出力するまでの時間が一定ではないという問題点が
あった。つまり、実公平2-26220 号公報に記載された技
術構成では、モータ起動時に警報信号を出力させないた
めには、取り出した警報信号ｐの蓄積量を大きくしなけ
ればならず、その結果、異常を検出する回転数付近で、
モータＭが回転し続けた場合、警報信号ｒを出力させる
までに長時間を要するという問題点があった。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的は前記問題点を解消し、モータの起動時
や、外来ノイズによる誤動作時における回転異常警報の
発生を防止するとともに、定常運転中のモータの回転数
低下を検出して、警報信号を出力させるモータの回転異
常検出装置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、ブラシレスファンモ
ータに好適なモータの回転異常検出装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、モ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検出信号により、１回転あ
たり、所定の繰り返し周期で所定の数のパルス信号を発
生するパルス発生回路と、該パルス発生回路からのパル
ス信号により、前記パルスの数に相当する数の三角波信
号を発生する三角波発生回路と、該三角波発生回路から
出力される三角波信号の振幅値が、ある基準値を超えた
とき、警報信号を出力する比較回路とからなる装置にお
いて、次のとおりである。

【００１２】（１）前記三角波発生回路と前記比較回
路との間に、前記モータの回転の低下に対応して前記三
角波信号の周期が長くなり、三角波出力信号の振幅値が
第１の基準値を超えたとき、少なくとも異常検出回転数
に相当する該三角波信号の周期より長い一定パルス長の
パルス信号を発生する比較・単安定マルチバイブレータ
回路と、該比較・単安定マルチバイブレータ回路からの
パルス信号を蓄積するコンデンサとを挿入し、該コンデ
ンサに蓄積された電圧を前記比較回路に入力させ、該蓄
積電圧が、該比較回路により、第２の基準値を超えたと
き警報信号を出力することを特徴とする。

【００１３】（２）前記（１）において、前記回転検
出手段が、モータ回転軸に固着され、周方向に、互いに
異極同士が隣り合うように配設された複数の磁石の磁束
を、ホール素子により検出するものであることを特徴と
する。

【００１４】（３）前記（１）において、前記回転検
出手段が、モータ回転軸に固着され、周方向に、互いに
異極同士が隣り合うように配設された複数の磁石の磁束
を、コイルにより検出するものであることを特徴とす
る。

【００１５】（４）前記（１）において、前記モータ
がブラシレスモータであり、前記回転検出手段が、前記
モータの固定子巻線への電流をＯＮ、ＯＦＦするスイッ
チング素子の駆動信号を基に検出するものであることを
特徴とする。

【００１６】以上のように構成されたモータの回転異常
検出装置によれば、図２に示すように、前記三角波発生
回路からの三角波出力信号ｄの振幅値が第１の基準値Ｖ
１を超えたとき、前記モータの回転の低下に対応して長
くなった前記三角波信号ｄの周期より長い、常に一定パ
ルス幅のパルス信号ｅを発生するするため、モータ回転
数が異常検出回転数付近の回転数でも、図５に示す回転
停止時でも、該モータの回転数によらず、一定の速さで
パルス信号ｅが蓄積されることになり、警報信号ｇを出
力するまでの時間を一定にすることができる。

【００１７】図４に示すモータの起動時においても、警
報信号を出力するまでの時間は一定であるため、起動時
における警報信号の発生を防止する時間を容易に設定
（第２の基準値Ｖ２により設定）することができる。ま
た、外来ノイズにより、一時的に前記パルスが出力され
ても、該パルスの蓄積は不十分であり、警報信号を出力
することはない。

【００１８】

【発明の実施の態様】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の態様を例示的に詳しく説明する。図１および
図２は、本発明のモータの回転異常検出装置の一実施例
を示し、図１はその構成図、図２は、モータが、定常運
転から回転数が低下したときの各部の動作を示す波形図
である。これらの図において、図８と同一部材には同一
符号を付して、その説明を省略する。

【００１９】図１において、１１ａは、モータＭの回転
軸に固着された回転磁石、１１ｂは該回転磁石１１ａの
磁束を検出するホール素子で、前記回転磁石１１ａとホ
ール素子１１ｂとで回転検出器１１を構成する。前記回
転磁石１１ａは、前記モータ回転軸の周方向に、互いに
異極同士が隣り合うように配設された複数（本実施例で
は、４個）の磁石からなる。パルス発生回路１２は、演
算増幅器１２ａと微分回路１２ｂとからなっている。そ
して、３は三角波発生回路、１３は比較・単安定マルチ
バイブレータ回路、Ｖ１は第１の基準値、１４はコンデ
ンサ、４は比較回路、Ｖ２は第２の基準値である。

【００２０】モータＭの回転軸と一体的に回転する回転
磁石１１ａの各磁極からの磁束を、前記ホール素子１１
ｂで電圧信号ａに変換する。このホール素子１１ｂから
出力される電圧信号ａは、複数の磁極の回転に応じて、
＋、−に変化する。この電圧信号ａは、前記演算増幅器
１２ａでパルスに変換される。すなわち、ホール素子１
１ｂの出力は、＋のとき、前記演算増幅器１２ａが出力
し、−のとき、前記演算増幅器１２ａは出力しないた
め、前記回転磁石１１ａの回転に応じて、矩形波信号ｂ
を発生する。

【００２１】本実施例では、４個の磁極を有する回転磁
石１１ａを使用し、モータの回転軸の１回転あたり、２
回、矩形波信号ｂを発生させている。この矩形波信号ｂ
を前記微分回路１２ｂで微分すると、パルス幅の小さい
パルス信号ｃが２回発生する。

【００２２】このパルス信号ｃを前記三角波発生回路３
に入力すると、その出力に三角波信号ｄが発生する。前
記三角波発生回路３は、例えば、抵抗器を介して接続さ
れたコンデンサの端子間を、前記パルス信号ｃにより駆
動されるトランジスタで放電するような回路で形成でき
る一種ののこぎり波発生回路である。。

【００２３】次いで、前記三角波発生回路３で発生した
三角波信号ｄを、比較回路１３ａと単安定マルチバイブ
レータ回路１３ｂとからなる比較・単安定マルチバイブ
レータ回路１３に入力して、抵抗分割により設定した第
１の基準値Ｖ１（電圧値）と比較回路１３ａで比較す
る。そして、前記三角波信号ｄの振幅値が前記第１の基
準値Ｖ１を超えたときに、単安定マルチバイブレータ回
路１３ｂを動作させ、モータＭの回転数の低下、すなわ
ち、低下する回転数に対応して前記三角波信号ｄの周期
を長くさせるとともに、少なくとも異常検出回転数に相
当する該三角波信号ｄの周期より長い一定パルス幅のパ
ルス信号ｅを発生させる。

【００２４】前記単安定マルチバイブレータ回路１３ｂ
とは、パルス信号を受けると一定パルス幅のパルス信号
を発生する回路で、本実施例の場合、例えば、図３に示
すよな演算増幅器１３ｃの出力を、コンデンサ１３ｄを
介して入力側に帰還させ、抵抗器１３ｅにより放電させ
ることで、定められた時間、入力端を前記第１の基準値
Ｖ１（電圧値）より高いレベルに維持し、パルス状の出
力信号ｅを得るようにしている。ただし、図１３ｂの回
路構成は、入力側にコンデンサ１３ｄが接続されている
ため、内部抵抗が低下し、小さな電流信号で動作すると
いう用途には適していない。そのため、前段に比較回路
１３ａを設けて、第１の基準値Ｖ１との比較結果を、よ
り大きな電流信号に変換している。

【００２５】次に、前記比較・単安定マルチバイブレー
タ回路１３からの前記一定パルス幅のパルス信号ｅを、
コンデンサ１４に充電させ、該コンデンサ１４の端子間
の電圧ｆを前記比較回路４に入力して、抵抗分割により
設定した第２の基準値Ｖ２（電圧値）と該比較回路４で
比較し、前記コンデンサ１４の端子間電圧ｆが前記第２
の基準値Ｖ２を超えたとき、前記比較回路４から出力を
発生させる。この出力が警報信号ｇの出力である。

【００２６】図２は、モータが定常運転中、ある時点か
ら回転数が低下した場合、図１の構成の各部の信号を示
したものであり、回転が低下すると、三角波信号ｄの振
幅値は高くなり、その振幅値が前記比較回路１３ａの第
１の基準値Ｖ１を超えると、前記単安定マルチバイブレ
ータ回路１３ｂが動作し、信号ｅに示す一定パルス幅の
パルス信号を出力する。前記パルス信号ｅのパルス幅
は、少なくとも異常検出回転数に相当するパルス幅より
長いため、次の三角波信号ｄが第１の基準値Ｖ１を下回
る間も信号ｅを出力し続け、信号ｆに示すコンデンサ１
４の端子間電圧を上昇させる。

【００２７】前記コンデンサ１４の端子間電圧ｆが第２
の基準値Ｖ２を超えたときは、前記信号ｆの比較回路４
は信号ｇに示すように警報信号を出力する。なお、外来
ノイズにより、誤動作した場合は、断続的な動作とな
り、前記コンデンサ１４の端子間電圧ｆは、前記第２の
基準値Ｖ２を超えることはなく、警報信号ｇは出力され
ない。

【００２８】図４は、モータが起動時の場合、図１の構
成の各部の信号を示したものであり、前記ノイズによる
誤動作の場合と同じく、信号ｆに示す前記コンデンサ１
４の端子間電圧が、前記第２の基準値Ｖ２を下回ってい
るうちに、回転は正常状態に達するため、前記コンデン
サ１４への信号ｅは途絶えて、前記端子間電圧ｆは次第
に低下し、警報信号ｇを出力することはない。

【００２９】図５は、モータが定常運転中のある時点か
ら回転が停止した場合の、図１の構成の各部の信号を示
したものである。図９に示す従来の回路構成では、図１
０の中の三角波信号ｎが第１の基準値Ｖ１（電圧値）を
超えた部分だけを信号ｐとして、充電回路５に充電して
いたため、異常検出回転数付近では、警報信号ｒを出力
するまで長い時間を要する反面、停止の場合は、該充電
回路５は急速に充電され、短時間のうちに警報信号ｒを
出力してしまった。しかし、本実施例では、前記異常検
出回転数を下回った場合、その回転数によらず、信号ｆ
に示す前記コンデンサ１４の端子間電圧ｆは、一定の速
さで上昇するため、回転が停止した場合でも、同じ時間
間隔後に、警報信号ｇを出力する。

【００３０】以上、本実施例では、モータの回転検出を
前記ホール素子１１ｂで行ったものであるが、図６に示
すように、回転磁石１１ａの周方向に、互いに異極同士
が隣り合うように配設された複数の磁石を、コイル２１
ｂで検出することで、１回転中に定められた数の三角波
信号ｄを発生させてもよい。

【００３１】また、直流電源Ｅで動作するブラシレスフ
ァンモータの中には、固定子巻線３１ａ，３１ｂを流れ
る電流を交互に切り換える駆動回路３２を有するものが
あり、図７に示すように前記固定子電流をスイッチング
する素子Ｔａ，Ｔｂへの駆動信号ｈを利用して、１回転
中に定められた数の三角波信号ｄを発生することもでき
る。

【００３２】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
モータの回転異常検出装置によれば、請求項１ないし３
について、前記三角波発生回路と前記比較回路との間
に、前記モータの回転の低下に対応して前記三角波信号
の周期が長くなり、三角波出力信号の振幅値が第１の基
準値を超えたとき、異常検出回転数に相当する該三角波
信号の周期より長い一定パルス長のパルス信号を発生す
る比較・単安定マルチバイブレータ回路と、該比較・単
安定マルチバイブレータ回路からのパルス信号を蓄積す
るコンデンサとを挿入し、該コンデンサに蓄積された電
圧を前記比較回路に入力させ、該蓄積電圧が、該比較回
路により、第２の基準値を超えたとき警報信号を出力す
るので、モータの起動時や、外来ノイズによる誤動作時
における回転異常警報の発生を防止するとともに、定常
運転中のモータの回転数の低下を検出して、警報信号を
出力させることができる。

【００３４】本発明のモータの回転異常検出装置によれ
ば、請求項４については、モータとして、ブラシレスモ
ータ、特に、発熱する部品を有する電子機器や装置など
を冷却するファンモータに適用するとともに、前記回転
検出手段が、前記モータの固定子巻線への電流をＯＮ、
ＯＦＦするスイッチング素子の駆動信号を基に検出する
ので、該モータの定常運転中のモータの回転数の低下を
検出して、警報信号を出力させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータの回転異常検出装置の一実施例
を示す構成図である。

【図２】モータが、定常運転から回転数が低下したとき
の各部の動作を示す波形図である。

【図３】本実施例のなかの比較・単安定マルチバイブレ
ータ回路の一例を示す構成図である。

【図４】モータが、停止状態から起動したときの各部の
動作を示す波形図である。

【図５】モータが、定常運転から停止したときの各部の
動作を示す波形図である。

【図６】本実施例のモータの回転異常検出装置の他の例
を示す構成図である。

【図７】本実施例のモータの回転異常検出装置のさらに
他の例を示す構成図である。

【図８】従来のモータの回転異常検出装置を示す基本構
成図である。

【図９】他の従来のモータの回転異常検出装置を示す構
成図である。

【図１０】図９に示す構成の各部の動作を示す波形図で
ある。

【符号の説明】

１，１１回転検出器２，１２パルス発生回路３三角波発生回路４，１３ａ比較回路１１ａ回転磁石１１ｂホール素子１３比較・単安定マルチバイブレータ回路１３ｂ単安定マルチバイブレータ回路１４コンデンサ２１ｂコイル３１ａ，３１ｂ固定子巻線ＭモータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒｍ抵抗器Ｖ１第１の基準値Ｖ２第２の基準値Ｔａ，Ｔｂスイッチング素子ａ検出信号（電圧信号）ｂ矩形波信号ｃ，ｅパルス信号ｄ三角波信号ｆコンデンサ１４の端子間電圧信号ｇ警報信号ｈスイッチング素子Ｔａ，Ｔｂの駆動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モ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検出信号により、１回転あた
り、所定の繰り返し周期で所定の数のパルス信号を発生
するパルス発生回路と、該パルス発生回路からのパルス
信号により、前記パルスの数に相当する数の三角波信号
を発生する三角波発生回路と、該三角波発生回路から出
力される三角波信号の振幅値が、ある基準値を超えたと
き、警報信号を出力する比較回路とからなる装置におい
て、前記三角波発生回路と前記比較回路との間に、前記モー
タの回転の低下に対応して前記三角波信号の周期が長く
なり、三角波出力信号の振幅値が第１の基準値を超えた
とき、少なくとも異常検出回転数に相当する該三角波信
号の周期より長い一定パルス長のパルス信号を発生する
比較・単安定マルチバイブレータ回路と、該比較・単安
定マルチバイブレータ回路からのパルス信号を蓄積する
コンデンサとを挿入し、該コンデンサに蓄積された電圧
を前記比較回路に入力させ、該蓄積電圧が、該比較回路
により、第２の基準値を超えたとき警報信号を出力する
ことを特徴とするモータの回転異常検出装置。
【請求項２】前記回転検出手段が、モータ回転軸に固
着され、周方向に、互いに異極同士が隣り合うように配
設された複数の磁石の磁束を、ホール素子により検出す
るものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ
の回転異常検出装置。
【請求項３】前記回転検出手段が、モータ回転軸に固
着され、周方向に、互いに異極同士が隣り合うように配
設された複数の磁石の磁束を、コイルにより検出するも
のであることを特徴とする請求項１に記載のモータの回
転異常検出装置。
【請求項４】前記モータがブラシレスモータであり、
前記回転検出手段が、前記モータの固定子巻線への電流
をＯＮ、ＯＦＦするスイッチング素子の駆動信号を基に
検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の
モータの回転異常検出装置。