JPS58218881A - 複数個の直流モ−タを有する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数個の直流モータを有する装置に関するもの
であシ、特に、直流モータに電流を供給する直流電源の
容量、大きさを小さくするように改良したものである。

各種のコンピュータ（電算機）や情報端末機器や事務機
器などでは、内蔵された電子回路やプリンターや表示管
等の発生熱を拡散、冷却するためにファンをとシ、つけ
られた直流モータを多数使用している。また、機械部品
の駆動用としても多くの直流モータが使用されている。

このようなモータに最近ではブラシレス直流モータを使
用して、モータ回転時の振動、騒音を少なくし、低雑音
。

長寿命で信頼性の高い装置となしている。

このような従来の装置に使用されたモータについて、Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　’Ｒｅｐｏｒｔ
　ＶＯｌ、　２６１ｈ５Ｐ、７９４〜Ｐ、８００の！／
二相式トランジスタモータＬ／（１９８０年１０月）に
記載されたろごとき２相のコイルに交互に１ｔＪＥを通
電することによって、所定方向への持続的な同転力を得
るブラシレス直流モータを例にとって説明する（本出願
人は特願昭５４−８０５０７号、５４−８４６２８号、
５４−１５８５５１号等に、別種の２相のコイルを有す
るブラシレス直流モータを提案している）。

第１図は上述の従来のブラシレス直流モータを表わす電
気回路図である。Ｎ、８極を４極および８極に着磁され
た界磁用のマグネット（３）は空冷用の羽根（４）と共
にロータに取シつけられている。マ、グネット（３）の
４極部分の磁束をホールＩＣ（５）にて検知し、その極
性に応じてトランジスタ（７）をオン・オフ動作させる
。トランジスタ（７）がオンの時には直流電源Ｑｌ　（
Ｖｃｃ＝１２Ｖ）より抵抗（６）とトランジスタ（７）
を通って出力トランジスタ（９）のベース電流が供給さ
れ、出力トランジスタ（９）は完全にオン（出力トラン
ジスタＯＱはオフ）となシ、コイル（１）に電　　　°
□゛流を供給する。トランジスタ（７）がオフとなると
抵抗（６）とダイオードａ刀、Ｑ２を通って出力トラン
ジスタＱ（ｅにベース電流が供給され、出力トランジス
タαｑが完全にオン（出力トランジスタ（９）はオフ）
となシ、コイル（２）に電流を供給する。

ロータにと９つけられたマグネット（３）の回転に伴っ
て、出力トランジスタ（９）とθＱは交互に相補的にオ
ン・オフ動作を行ない、モータを所定方向に持続的に回
転駆動する（トルク発生の原理は公知であり説明を省略
する）。

従来のコンピュータ等の冷却装置（複数個の直流モータ
を有する装ｆｉｌりでは、単一の直流電源から第１図の
ごとき構成の複数個の直流モータに電流を供給していた
。しかし、そのような構成では、複数個の直流モータに
同時に電流が供給されるために、起動時には非常に大き
な電流が必要とされる。いま、第１図のコイル（１）　
、　（２）の抵抗を４０とすれば、起動時のコイルへの
供給電流は約ＨＡとなる。単一の直流電源によ９５台の
直流モータを回転させるものとすれは、合計の起動電流
は８ＡＸ５＝１５Ａにもなシ、直流電源の最大電流供給
能力は１５Ａを必要とされる。

ところで、直流モータは起動時の電流・に較べて高速回
転時の電流は大幅に小さくなる。前述のごときファン用
の直流モータでは、定常回転時（高速回転時）の電流は
およそ０．６Ａとなる。従って、各直流モータが定常回
転にて正常動作している場合には、直流電源は０．５Ａ
　Ｘ　５　＝　２．５Ａ　Ｌ体電流を供給していない（
起動時の６分の１）。゛すなわち、従来の複数個の直流
モータを有する装置では、定常状態の供給電流から考え
てかなシ大きな容量の直流電源が必要とされ、直流電源
の体積１重量が大きくなシ、コストも高くなっていた。

また、このような用途にブラシレス直流モータを使用す
る場合には、起動時に大電流を出力トランジスタを介し
てコイルに供給しているために、長時間におよぶモータ
・ロック（機械的な過負荷を原因とする電流供給状態に
おけるモータ停止）が生じると、モータコイルおよび出
力トランジスタでの発熱、温度上昇が大きく、なシ、コ
イルの焼損やトランジスタの破壊を生じ問題となってい
た。

また、冷却すべき発熱源がスタンバイ状態でその発熱が
小さいときにもモータへの通電が続けられるために、不
要な電力損失や振動、騒音が生じ好ましくない。

本発明は、このような点を考慮してなされ、複数個の直
流モータを順次時間をずらせて起動１回転させることに
よシ、直流電源の供給すべき最大電流を小さくし、電源
の容量１体積９重量を小さくし、コストも安くなした装
置を提供するものである。また、直流モータは回転検出
手段を含んで構成され、回転検出手段によってモータの
正常回転もしくは異常動作を検出し、さらに、この回転
検出手段の出力に基づいてモータ・ロックを検出して、
コイルへの電流供給を自動的に停止する保護機能を設け
、また、回転、停止の指令信号に基づいて通電、停止を
簡単に切換えるようになしている。

以下本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２〜第４図に本発明をコンピュータ（電算機）の空冷
用ファンモータ群の装置に応用した実施例を説明する。

第２図は６個の直流ファンモータを有する空冷装置の構
成を表わす図である。（８０１）（８０２）（８０８）
（８０４８８０５）はそ口ぞれモータ■、モータ■、モ
ータ■、モータ■、モータ■を表わし、直流電源（８０
６）から電流を供給さｎている。コンピュータの本体も
しくは操作盤のス４ツチに接続さ口た制御用コンピュー
タ（８０７）のファン回転指令信号ｆを受けて、マイク
ロコンピュータ（８０８）はモータ■〜■の回転、停止
をそれぞれ戸示する指令信号ａ　−ｅを時間差を設けて
順次回転指示に変化させ、モータ■〜■を順次起動、加
速１回転させる。各モータ■〜■はそれぞれ回転検出手
段を有し、その出力に基づいて正常回転か異常動作状態
かを検出している。その検出信号は合成され（ワイヤー
ドＯＲ接続）、異常動作検出信号ｇとなされている。

モータ■〜■が順次起動し、すべてが高速回転に入ると
、マイクロコンピータ（８０８）の正常動　　゛′作倍
信号１変化し制御コンピュータ（８０７）に情報を送シ
、制御コンピュータ（８０７）は操作盤の正常創作ラン
プをつけると共にコンピュータ本体の電源投入および稼
動を指示し実行する。一方、モータ■〜■のうちで１個
でも異常動作しているものがあれば、異常動作検出信号
ｇが変化し、マイクロコンピュータ（８０８）はモータ
の故障を検知し、故障信号ｊが変化し制御コンピュータ
（８０７）に情報を送シ、制御コンピュータ（８０７）
は操作盤の異常動作ランプをつけると共に、コンピュー
タ本体の電源をしゃ断もしくは供給電力の低減を指示し
実行する。

次に、第２図のマイクロコンピュータ（８０８）の動作
シーケンスについて、第８図のフローチャートに基づい
て説明する。ここで、’Ｉ　　ｂ、ｃ、ｄ。

ｅは各モータへの指令信号でｓｂ、第１のレベル（ｌｌ
ＩＩｌ）になるとモータは停止（通電停止）し、第２の
レベル（ｔｔ　Ｑ　ｕ　）になるとモータへの通電が開
始される。ｆはファンの回転指令信号であシ、第１のレ
ベル（ｒｔ　ｌ　ｌｔ　）ではファンモータ■〜■のＩ
ｎはすべて停止され、第２のレベル（ｒｔ　Ｏ−ｔ　）
になるとモータ■〜■は順次通電を開始され回転を始め
る。１は正常回転信号でｓｂ、第１のレベル（ｒｔ　１
１／　）では意味をもたず、第２のレベル（ｕＱ〃）に
なるとモータ■〜■が正常回転動作していることを意味
する。ｊはモータの故障信号であシ、第１のレベル（／
／　ｌ　ｔｔ　）では意味をもたず、第２のレベル（Ｊ
／　Ｏｎ　）になるとｉ−夕が異常動作していることを
意味する。また、Ｎはカウンタのための変数である。

マイクロコンピュータ（８０Ｂ）の電源が投入されると
、次の動作を順次行なっていく。

（１）指令信号ａ　’−ｅをｒｔ　ｌ　ｔｔにして、モ
ータ■〜■を停止状態とする。信号１．ｊをｒｔ　ｌ　
ｌ／にする。Ｎを零とする。

（２）　　ファン回転指令信号ｆがｌ／　Ｏｌ／となる
のを待ち、ｆがｒｔ　Ｑ　ｌ／　（回転指示）になると
次に移る。

（３）＜モータ■の回転〉 １）指令信号ａをηＯ１／にしモータ■への通電を開始
する。

Ｉｔ）Ｗ′ｒ′時間待つ。

１１１）異常動作検出信号ｇがＩ／１〃ならば（モータ
■の正常回転時）（４）に移υ、ｒｔ　ｌ　ｐ７でない
ならば（モータ■の異常動作時）１ｖ）に移る。

ｌｖ）　　ａを１ｌ１１１にする。

Ｖ）　　Ｎをカウントアツプする（ＮにＮ＋１を入れる
）。

Ｖｌ）　　Ｎが８以下ならば１）に移ってモータ■への
通電を再度開始し回転させる。Ｎが８よシ大きいときは
、ｖｌｌ）に移る。

ｖｉｌ）　　故障信号ｊをＩｔ、　Ｑ　／／にする。

ｖｌｌ）　　ファン回転指令信号ｆが／１１〃になるの
を待ち、くが〃１〃になると（１）に移る。

（４）Ｎを零にクリアする。

（５）＜モータ■の回転〉 モータ■について前述の（３）の１）〜ｖ＋ｉＤを実行
する。

（６）　Ｎを零にクリアする。　　、。

（７）　くモータ■の回転〉 モータ■について前述の（３）の１）〜Ｖｉ１１）を実
行する。

（３）　Ｎを零にクリアする。

（９）＜モータ■の回転〉 モータ■について前述の（３）の１）〜Ｖｌｌ）を実行
する。

αＯＮを零にクリアする。

Ｑ漫　くモータ■の回転〉 モータ■について前述の（３）の１）・〜ｖｌｌｌ）を
実行する。

（６）モータ■〜■がすべて正常回転したので、正常回
転信号１をＺ／　０　／／にする。

α場　くスタート（１）への復帰〉 １）　　ｆがｌ／　１　ｔｔになると（ファンモータの
停止指令時’）　、（１）に移シ、ｆがｉｔ　ｌ　ｌ／
でないならば（ファンモータの回転指令時）、ＩＩ）に
移る。

＋１）　　異常動作検出信号ｇをモニタし、ｇが１／　
Ｑ　１７でないならは（モータの正常動作時）、すぐに
１）に移る。ｇがｕ　Ｑ　ｒｉの場合（モータの異常動
作時）には゛正常回転信号１をｒｔ　ｌ　ｒｔにし、故
障信号ｊを／１０’；／にすると共に、モータ■〜■へ
の指令信号ａ〜ｅをすべてｒｔｌｔｔにして（モータ■
〜■への通電停止）、１）に移る。

このように５台の直流モータを時間差を設けて通電を開
始して起動、加速するならば、直流電源（８０６）の供
給電流は第６図のように変化する。すなわち、モータ■
をオンにすると起動電流８Ａが流れるが、モータが加速
されると逆起電圧のために電流が減少していく。定常状
態では、ファン負荷に対応した電流（約０．５Ａ　）が
流れる。次に、モータ■もオンになると直流電源（８０
６）は過渡的に８．５Ａの電流供給し、モータ■が十分
加速されると０．５Ａ　Ｘ　２　＝　Ｉ　Ａまで小さく
なる。以後、モータ■。

■、■が順法起動、加速、高速回転していく。従って、
本実施例の直流電源（８０６）は最大５Ａの電流供給能
力で十分にモータ■〜■を回転させることができる。こ
れを従来の装置（８ＡＸ５＝１５ａ必要）と較べると、
８分の１と大幅に小さくなっている。

第２図の実施例に使用される直流モータの具体的な構成
例を表わす電気回路図を第４図に示す。

第４図において、（１）　（２）は２相のコイル、’（
３）は８極と４極の多重の磁極を有する界磁用のマグネ
ット、（４）は冷却風を生じる羽根、（５）はマグネッ
ト（３）の４極の磁極部分の磁束を感知することによシ
ロータの位置を検出するホールエＣ（ホール素子とコン
パレータを集積化したＩＣ）である。ｉだ、破線で囲ま
れた部分（１００）はホールＩＣ（５）の出力に応動し
てコイル（１）　（２）への電流路を切換える出力トラ
ンジスタ（９）αＱを含んで構成される分配器、（１０
１）はコイル（１）　（２）に発生する発電電圧を検出
することによシロータ（マグネット（３））の回転速度
に応動した出力を得る回転検出器、（１０２）は出力ト
ランジスタ（９）　ＱＯへのベース電流を供給する電流
供給器、（１０Ｂ）は回転検出器（１０１）の出力に応
動してリセットされるコンデンサーと抵抗−の時定数回
路を有する時間計測器、（１０４）は時間計測器（１０
Ｂ）のコンデンサーの端子電圧ｖ３が所定の電圧値（抵
抗０’ｌとＱ４の分割電圧）よシ大きくなると電流供給
器（１０２）に信号を与えて出力トランジスタ（９）　
ＱＯへのベース電流を零とすることによシ、モータコイ
ル（１）　（２）への電流の通電を停止させる通電停止
器、ｖｌ （１０５）はモータの回転、停止を指示する指令信号■
（第２の指令信号ａ、ｂ、ｃ、　ｄまたはｅに相当）が
入力される回転・停止切換器、（１０６）はモータの異
常動作時に電流信号−を出力（を流吸込）する異常動作
信号発生器である。

まず、モータの正常回転動作について説明する。

モータを回転させるときには指令信号（ホ）が６ｖ（第
１のレベルη１〃に相当）からＯＶ（第２のレベルｒ（
Ｑ　ｒｌに相当）に変化し、回転・停止切換器（１０５
）のトランジスター−は共にオフとなっている。ホール
エＣ（５）はマグネット（３）の４極部分のａＩ東を感
知口、その磁束に応動してトランジスタ（ホ）をオン・
オフ動作させる。トランジスタ（２）がオフのときには
電流源ぐυの電流によシトランジスタ（７）がオンとな
シ、電流供給器（１０２）の出力電流１３を出力トラン
ジスタ（９）のベース電流となし、出力トランジスタ（
９）を完全にオンとする。このとき、出力トランジスタ
ＯＱはオフとなる。トランジスタ翰がオンのときにはト
ランジスタ（７）はオフとな）、電流供給器（１０２）
の出力電流１３を出力トランジスタ０Ｑのベース電流と
なし、出力トランジスタＯＱを完全にオンとする。この
とき、出力トランジスタ（９）はオフとなる。なお、ブ
リーダ抵抗（８）　（１３は５６Ｋｊｌと大きいために
そこへの電流は小さく無視できる。

回転検出器（１０１）は、分配器（１００）め出力トラ
ンジスタ（９）　ＱＯの各出力端子（コレクタ端子）に
一端を接続された抵抗０υ（至）とダイオード（２）−
の２組の直列回路と、その共通接続点にエミッタ抵抗（
至）（７）を共通接続されかつベース端子を基準電位点
（ここでは直流電源αＱの正極端子）に接続されたＰＮ
Ｐ形の検出トランジスタ＠（至）からなるカレントミラ
ー回路によ多構成され、検出トランジスタ（至）の出力
電流１１は時間計測器（１０Ｂ）に入力され、検出トラ
ンジスタ（ロ）の出力電流１２は電流供給器（１０２）
に入力される。

電流供給器（１０２）は、所定の電流値（抵抗＠３−１
８．ッｐ　ｘ　ｌ　、ｙｈｏ、ｍａｎ−’ｃよ□、つ２
ッ８．　・パ（６）のエミッタ電流）よシ回転検出器（
１０１）の出力電流１２を減算する電流減算器（２０１
）と、−コンデンサ■と抵抗■および電流減算器（２０
１）からなるフィルタと、トランジスタ（ハ）−と抵抗
θ１）（財）によるカレントミラーからなる第１の電流
増幅器（２０２）と、トランジスタ（６）輪と抵抗争］
）輪によるカレントミラーからなる第２の電流増幅器（
２０Ｂ）によ多構成され、第２の電流増幅器（２０Ｂ）
の出力電流１３が出力トランジスタ（９）　ＱＯのベー
ス電流として供給される。

回転検出器（１０１）の検出トランジスタ（至）の出力
電流１１は時間計測器（１０８）に入力され、トランジ
スターをオン・オフ動作させる。トランジスターがオフ
の時には抵抗−を介してコンデンサーを充電し、コンデ
ンサ劫の端子電圧ｖ３を時間的に徐々に大きくしてｃ”
＜ａトランジスターがオンになると抵抗■を介しｆコン
デンサーは放電され、その端子電圧ｖ３を急速に小さく
していく。

時間計測器（１０８）のコンデンサ■の端子電圧ｖ３は
通電停止器（１０４）に入力され、所定の電圧値ｖｃｃ
／２　（抵抗９３とＣＩ４の抵抗値は等しい）と比較さ
れ、Ｖ３＜、　Ｖｃｃ／２のときにはトランジスタのを
オフにし、Ｖ３＞　Ｖｃｃ／２になるとトランジスタｎ
をオンにする。トランジスタ（ハ）がオンになると電流
供給器（１０２）のトランジスタに）がオフになシ、そ
のコレクタ電流１４は零になる。従って、電流供給器（
１０２）の出力電流１８が零になシ、出力トランジスタ
、（９）　ＱＯのベース電流が零になる。その結果、コ
イル（１）　（２）への通電が停止される。

また、通電停止器（１０４）のトランジスタ＠と連動し
て異常動作信号発生器（１０６）のトランジスターがオ
ン・オフ動作し、モータ・ロック時にはトランジスタ岐
がオンになシ、出力信号−の吸込電流を大きく子る。各
モータの異常動作信号発生器（，１０６）の出力端子は
共通接続（ワイヤードＯＲ接続）され、合成の異常動作
検出信号ｇを得ている。

次に、回転・停止切換器（１０５）の動作について説明
する。モータを停止させる場合には指令信号■が５■と
なシ（第１のレベルＩ／１〃に相当）、回転・停止切換
器（１０５）のトランジスタ輪と−がオンになる。トラ
ンジスタＢｅがオンになると電流供給器（１６２）のト
ランジスタ（６）がオフになシ、電流供給器（１０２）
の出力電流１３が零になる゛。その結果、コイル（１）
　（２）への通電が停止され、モータの回転は停止する
。トランジスタ（財）がオンになると時間計測器（１０
８）のコンデンサーを放電し、その端子電圧Ｖ３を零に
リセットする。

モータを回転させる場合には指令信号−が５ｖからＯＶ
（第２のレベルＩ／　Ｑ　Ｌ／に相当）に変化し、回転
・停止切換器（１０５）のトランジスタ岐■をオフにす
る。

次に、時間計測器（１０８）と通電停止器（１０４）お
よび異常動作信号発生器（１０６）の動作について第６
図の動作説明用波形図を参照して説明する。指令信号−
が５ｖからＯｖに変化すると、コイル（１）（２）に電
流が併結され、マグネット（３）との電磁トルクによっ
てロー夕は起動、加速さ口る。ロータの回転速度が速く
なるとコイル（１）　（２）での発電電圧が大きくなシ
（発電電圧は回転速度に比例して大きくなる）、コイル
（１）　（２）の端子電圧ｖ１＋　ｖ２は第６図（８）
のように変化する。第６図（ａ）の実線はコイル（１）
の端子電圧Ｖ、を表わし、一点鎖線はコイル（２）の端
子電圧■２を表わし、図示の縦線および横線の部分はそ
れぞれコイル（１）および（２）への供給電流による電
圧降下を表わしている。

回転検出器（１０１）はコイル（１）　（２）の発電電
圧を検出し、その大きさくＶｌ−Ｖｃｃ）または（Ｖ２
−Ｖｃｃ）が２ｖＤ（ここに、ＶＤはダイオード０′４
鉋の順方向電圧またはトランジスタ＠（至）のベース；
エミッタ間の順方向電圧）よシ大きくなると、トランジ
スタ（ロ）および（至）が活性となル、その電圧値（Ｖ
Ｉ　　Ｖｃｃ−２ＶＤ　）もしくは（Ｖ２−　Ｖｃｃ　
−２ＶＤ）に比例した電流１１＋　１２がトランジスタ
＠（至）よシ出力される。第６図（ｂ）に回転検出器（
１０１）の出力電流’ｌ＋１１１の波形を示す。

時間計測器（１０８）のコンデンサ輸は指令信号■が５
ｖからＯｖに変わると抵抗−を介して徐々に充電される
（初期値はＯＶ）。コンデンサーの端子ｍ圧ｖ３がＶｃ
ｃ／２にいたるまでに、ロータが十分に加速されてコイ
ル（１）　（２）に生じる発電電圧が十分ゼ１１ に大きくなると、回転検出器（１０１）の出力電流１１
　　　　　°・が大きくなシ、時間計測器（１０８，）
のトランジスターがオンとな９、コンデンサ輸は抵抗−
を介して急速に放電される。ロータが高速回転に入ると
、第６図（Ｃ）に示すようにコンデンサ（転）の端子電
圧ｖ３は継続してｖＣＣ／２よシ小さくなシ、コイル（
１）　（２）への通電は継続され、モータは正常な回転
状態を続ける（正常な起動１回転動作）。また、通電停
止器（１０４）のトランジスタ（ハ）および異常動作信
号発生器（１０６）のトランジスタ岐はオフとなってい
る。

次に、機械的な過負荷によりモータがロックされている
場合を考える。指令信号−が５ｖからＯＶに変化し回転
・停止切換器（１０５）のトランジスタ岐（へ）がオフ
になった直後では、コイル（１）　（２）に電流が供給
されるが、時間計測器（１０８）のコンデンサ旬が充電
され、その端子電圧ｖ３がＶｃｃ／２よシ大きくなると
、通電停止器（１０４）のトランジスタ０がオンとなる
。その結果、コイル（１）　（２）への通電は完全に停
止され、モータは停止状態を継続する。

コイル（１）　（２）の発電電圧は零であるから、回転
検出器（１０１）の出力電流’１ｅ１２は零であシ、時
間計測器（１０８）のトランジスターはオフ状態を継続
する。

すなわち、回転検出器（１０１）　、時間計測器（１０
Ｂ）　。

通電停止器（１’ｏ４）　、　＊流供給器（１０２）　
、分配器（１００）およびコイル（１）（２）によって
正帰還ループを構成され、指令信号（至）が５ｖからＯ
ｖに変化した時（モータの回転を指令した時）よシ所定
の時間内（コンデンサ■がＶｃｃ／２まで充電される時
間）に、ロータの回転速度が所定値（発ｌ！電圧の大き
さが所定の値）ｔで加速されない場合には、自動的にコ
イル（１）　（２）への通電を停止してモータを停止さ
せるようにしている。その結果、コイル（１）　（２）
および出力トランジスタ（９）　（１０の異常な発熱、
温度上昇を防止している。

また、通電停止器（１０４）のトランジスタｎがオンと
なるのに連動して、異常動作信号発生器（１０６）のト
ランジスターもオンとなシ、モータの異常動作を知らせ
ている。

なお、第２図のコイル（１）　（２）に並列接続された
コンデンサ（ホ）（２）と抵抗（ハ）（ホ）の直列回路
は、通電路の切換えに伴うスパイク電圧を低減するもの
である。

このように、コイルに生じる発電電圧を検出することに
より、モータの回転状態、停止状態を検出するようにす
るならば、簡単な構成に、て確実にモータ・ロックを検
出できる。さらに、時間計測器（１０Ｂ）を含んで正帰
還ループを構成して通電停止状態を保持するようにする
ならば、ループ内にコンデンサ■、抵抗輪、抵抗−のご
とき時定数回路を有するためにノイズに強い安定な保持
回路となる。なお、回転検出器（１０１）の出力をフィ
ルタによシ平滑した後に、時間計測器（１０Ｂ）に入力
するようにしても良い。

次に、電流供給器（１０２）の動作について説明する。

モータの起動段階においては、起動時間を短かくするた
めにコイル（１）　（２）に大電流を供給する必要があ
り、出力トランジスタのベース電流を大きくしなければ
ならない。いま、コイル（１）　（２）の抵抗を４０と
すれば、出力トランジスタ（９）θＱは約８Ａ通電する
必要があシ、その電流増幅度ｈＦＥを８０とすると、ベ
ース電流として、約、１００ｍＡ供給する必要がある。

モータの回転速度が小さいときにはコイル（１）　（２
）の発電電圧は小さく（発電電圧は回転速度に比例）、
検出トランジスタ＠（至）はオフとなシ、回転検出器（
１０１）の出力１１＋１２　は零とな、る６電流１２は
電流供給器（１０２）の電流減算器（２０１）に入力さ
れるが、１２＝０であるから電流減算器（２０１）の出
力電流１４は抵抗（財）（財）０〃、トランジスタ０埴
によって定まる電流値 Ｒイ４ Ｉｏ＝　　　（（１Ｖｃｃ　　ＶＢＥ４２　）Ｒ４１Ｒ
４３＋　Ｒ４４ となる。その電流１４は第１の電流増幅器（２０２）に
よって５倍に増幅され、さらに、第２の電流増幅器（２
０Ｂ）によって２０倍に増幅されて（合計１００倍の増
幅）、出力トランジスタ（９）（ＪＯのベースｍ流１３
となる。いま、Ｉ６＝１ｍＡとすると１ｓ−１００Ｘ工
０＝１００ｍＡとなり、出力トランジスタ（９）θＱを
オンさせるのに必要十分なベース電流が供給される。

モータが高速回転している時には、コイル（１）　（２
）に発生する発電電圧が大きくなる。いま、コイル（２
）に電流が供給されている場合（たとえば、第８図（ａ
）のＡ点）を考えると、コイル（１）の発電電圧が　　
、’Ｊ大きくなシ、その端子電圧１−ｊＯＶ　　となる
。従って、ダイオード（２）、検出トランジスター＠（
至）が活性化（順方向バイアス）さ口、第６図（１））
のような出力電流ＩＪｙ　１２を得る。

回転検出器（１０１）の出力電流１２はコンデンサ（４
）によシ平滑された後に電流減算器（２０１）に入力さ
れ、トランジスタ四のコレクタ電流１４は前述の工〇よ
りｉ流１２の平滑電流を減算した値となる。すなわち、
回転検出器（１０１）の出力電流１２が大きくなると電
流減算器（２０１）の出力電流１４は小さくなる。

電流１４は第１および第２の電流増幅器（２０２）　（
２０８）によって１００倍の増幅をされ、第６図（ｄ）
に示すような出力電流１３を得ている。

従って、電流供給器（１０２）の出力電流１３は高速回
転時に減少し、出力トランジスタ（９）θＱのベース電
流を小さくする（出力トランジスタ（９）α０はオン・
オフ動作する）。その結果、高速回転時のベース電流損
失を著しく軽減している。たとえば、コイル（１）（２
）の電流通電時の発ｗ／ｌ、電圧（逆起電圧）が１０Ｖ
になるものとすれば、コイルへの供給電流は（１２−１
０）Ｖ／４４１　＝　０．５Ａとなシ、出力トランジス
タ（９ンＯＱの必要ベース電流は５００ｍＶ８０　＝　
１６．７ｍＡとなる。

このとき、起動時のベース電流１００ｍＡを、そのまま
供給するものとすれば、（１０Ｇ−１６，７）ｍＡＸｌ
　２Ｖ＝１．ＯＷのベース電流損失を生じる。

しかし、本実施例のように、高速回転時のベース電流を
減少させ、たとえば起動時のベース電流１００ｍＡの２
分の１の５０ｍＡに減らすもめとすれば、５０ｍＡＸ１
２Ｖ＝０．６Ｗの軽減となる。さらに、４分の１の２５
ｍＡに減らすものとすれば、７５ｍＡＸ１２Ｖ＝０．９
Ｗの軽減となる（これでも出力トランジスタ（９）　０
１はオン・オフ動作する）。

なお、第４図では２相のコイルに交互に電流を通電する
構成のブラシレス直流モータを示したが、本発明はその
ような場合に限らず、一般に、多相のコイルを有するモ
ータを使用できる。

以上の説明にて理解されたように、本発明の複数個の直
流モータを有する装置では、各直流モータは時間差を設
けて順次通電を開始して、起動時の大電流通電動作が重
複して生じないようにしているために、直流電源の容量
１体積０重ゑ、コストを大幅に小さくできる。　　゛ また、各直流モータはそれぞれに回転検出手段を含んで
構成されているので、この検出信号を使用してモータの
正常回転もしくは異常動作を検出し、装置全体の信頼性
を向上させることができる。

また、回転検出手段の出力を利用して、モータの異常な
ロック状態を検出し、コイルへの電流供給を自動的に停
止することによシ、モータコイルの焼損や出力トランジ
スタの破壊を防止できる。

また、各直流モータは指令信号ａ　”−’　ｅによって
通電を開始または停止されているために、不必要時には
モータを停止して、モータによる不要な電。

力消費をなくすることができ、さらに、指令信号に応動
する回転・停止切換手段によって、モータ停止時には時
間計測手段の出力をリセットするようにし、次の回転指
令に応動してコイルに電流を通電するようにできる。

従って、本発明にもとづいて、たとえばコンピュータの
冷却装置のような複数個の直流モータを有する装置を構
成するならば、電源容量を節約でき、低コスト、低消費
電力で信頼性の高い装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置に使用されたモータを表わす電気回
路図、第２図は本発明の実施例の構成を表わす電気回路
図、第８図は第２図のマイクロコンピュータの動作を表
わすフローチャニド、第４図は第２図のそれぞ口の直流
モータの具体的な構成例を表わす電気回路図、第６図は
第２図の電源装置の供給電流の時間的な変化を表わす図
、＠６図（ａ）〜（ｃｌ）は第４図の直流モータの動作
を説明するための図である。 （１）　（２）・・・コイル、（３）・・・界磁用のマ
グネット、（５）・・・ホールＮ　Ｏ、（９）Ｑ（１・
・・出力トランジスタ、■・・・指令信号、−・・・異
常動作信号、（１００）・・・分配器、（１０１）・・
・回転検出器、（１０２）・・・電流供給器、（１０８
）・・・時間計測器、（１０４）・・・通電停止器、（
１０５）・・・回転・停止切換器、（１０６）・・・異
常動作信号発生器、（８０１）（８０２）（８０８）（
８０４）（８０５）・・・直流モータ、（８０６）・・
・直　　　　゛流電源、（８０７）・・・制御コンピュ
ータ、（８０８）・・・マイクロコンピュータ、（ａ）
〜（ｅ）・・・ｋ令信号、Ｃｒ）・・・ファン回転指令
信号、（ｇ）・・・異常動作信号、（１）・・・正常回
転信号、（ｊ）・・・故障信号 代理人　森本義弘

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　単一の直流電源から電流を供給される複数個の直
   流モータを有し、前記直流モータは時間差を設けて順次
   通電を開始され、起動時の大型流通Ｉ！！動作が重複し
   て生じないようになされた複数個の直流モータを有する
   装＊。 ２、　複数個の直流モータはそれぞれに回転検出手段を
   含んで構成さｎ１前記回転検出手段に基づいて各直流モ
   ータの正常回転を検出し、その検出後（次の直流モータ
   への通電を開始するようにして、前記複数個の直流モー
   タの起動動作を順次重複なくなされるようにした“こと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複数個の直流
   モータを有する装置。 ８、　１ｆｆｉ流モータはそれぞれに回転検出手段を含
   んで構成され、前記回転検出手段の出力に基づいて各直
   流モータの異常動作を検出し、それらを合成して異常動
   作検出信号を・得るようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の複数個の直流モータを有する装置
   。 ４、　直流モータは、界磁手段と、複数相のコイルと、
   ロータの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出
   手段の出力に応ｉして前記コイルへの電流路を切換える
   分配手段と、ロータの回転速度に応動した出力を得る回
   転検出手段と、前記回転検出手段の出力に応動してリセ
   ットされ、リセットを解除されてからの経過時間に応じ
   た出力を得る時間計測手段と、前記時間計測手段の出力
   が所定のレベルに到ると、前記コイルへの通電を停止さ
   せる通電停止手段と、モータの回転・停止を指示する指
   令信号が入力さ口る回転・停止切換手段によって構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   複数個の直流モータを有する装置。 ５、　直流モータは、さらに１、通電停止手段の動作と
   連動した出力を発生する異常動作信号発生手段を含んで
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の複数個の直流モータを有する装置。