JPS63310394A - ブロワ用ブラシレスモ−タの駆動方法 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、自動車用に限らず速度を切り換える必要のあ
るブロワ用ブラシレスモご夕の駆動方法に関するもので
ある。

「従来の技術」 従来、ＶＨＳビデオのキャプスタン用ブラシレスモータ
を低振動化するためには、６Ｑ　ｒｐ畷程度の低速で回
転する通常の＃！脅再再生モードは、第６図（ａ）に示
されるような矩形波に近い台形波の駆動電流がトランジ
スタを介してステータコイルに通電され、１２００ｒｐ
ｍ＋程度の高速で回転するサーチモードでは、第６図（
ｂ）に示されるような正弦波に近い台形波の駆動電流が
ステータコイルに通電されている。しかしながら、第７
図に示されるように自動車用ブロワ用ブラシレスモータ
１４は、エアコンケース１５に取り付けて車室内に配設
されるものであるので、騒音に対する請求は高まる一方
である。そして、このブロワ用ブラシレスモータ１４を
従来のキャプスタン用ブラシレスモータと同一の駆動方
式により駆動すると、モータ自体の振動音が問題となる
低速回転時において、矩形波及び矩形波に近い台形波の
駆動電圧を駆動回路に加えることにより、電流切換時に
大きな振動騒音が発生すると共に、ブロワの風切音が大
きくモータ自体の騒音は風切音に消されてしまい問題と
はならない高速回転時において、正弦波及び正弦波に近
い台形波の駆動電圧を駆動回路に加えることにより、ブ
ロワの風切音は回転数とともに増大するにもかかわらず
駆動トルクが不足するので幅広い速度制御を効率よく行
うことができない、などの欠点がある。

［発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
低騒音化が可能であると共に、効率よく幅広い速度制御
が実現可能なブロワ用ブラシレスモータの駆動方法を提
供することを目的とする。

ｒ問題点を解決するための手段」 上記目的に沿う本発明の構成は、ロータマグネットの回
転位置に対応するステータコイルを、そのステータコイ
ル近傍に配置したポール素子の出力信号により作動する
トランジスタ等を介して通電し、前記ロータマグネット
を回転駆動するブロワ用ブラシレスモータの駆動方法に
、おいて、前記ロータマグネットの回転速度に応じてホ
ール素子に供給する電圧を制御すると共に、ポール素子
の出力ｉａ号を増幅し、振幅を・一定のレベルで制限し
て、前記回転速度に応じて駆動波形を低速では正弦波、
中速では台形波、高速では矩形波となるように駆動する
ことを特徴とする。

「作用」 上記構成によれば、ロータマグネットの低速回転時には
、ホール素子から発生する出力信号の振幅が小さいため
、増幅器の出力側に正弦波の出力電圧が発生し、駆動回
路を正弦波駆動することにより、ブラシレスモータ自体
の振動音が小さくなり、また高速回転時には、ポール素
子から発生する出力信号の振幅が大きいため、増幅器の
飽和又はクリップ回路等により矩形波の出力電圧が増幅
器の出力側に発生し、駆動回路を矩形波駆動することに
より、ブラシレスモーフから大きい駆動トルクが発生さ
れる。更に、周波数−電圧変換器および差動増幅器によ
り前記出力電圧の周波数と速度設定電圧との差に応じて
ホール素子制御電圧がフィードバックｊｔｌ制御される
ため、ロータマグネットの起動時にはホール素子制御電
圧が高くされ、ホール素子の出力信号が大きくなること
により、低速設定時に起動電圧が増加し必要な起動トル
クが確保される。

「実施例」 次に、本発明方法の実施例をその方法を実施する速度制
御回路と共に第１図から第３図について説明する。

本実施例の速度制御回路は第１図（ａ）に示されたごと
く、ロータマグネット１の磁束を感知するホール素子２
の出力側には増幅器３が接続されている。ｎ１幅器３の
出力側は駆動回路５におけるＩ・ランジスタ４のベース
に接続されている。トランジスタ４のコレクタにはステ
ータコイル６が接続されている。増幅器３の出力側は周
波数−電圧変換器７にも接続されており、周波数−電圧
変換器７の出力側には、入力端子８における速度設定電
圧との差を増幅する連動増幅ａ９が接続され、差動増幅
器９の出力電圧はホール素、子制御電圧としてホール素
子２に与えられている。第１図（ａ）に示された制御回
路では、レバー１１によって連続的に抵抗値を可変にす
る可変抵抗器ｌＯにより、入力端子８における速度設定
電圧を変化させ無段階変速を行うようにしているが、第
１図（ｂ）に示されるように、切替スイッチ１２によっ
て不連続的に抵抗値を可変にする可変抵抗値１０°によ
り、多段階変速を行うようにし°〔もよい。

ブロワ用ブラシレスモータ１４は、大きく分けると第３
図（ａ）に示すようなコアレスタイプと、第３図（ｂ）
に示すようなスロットレスタイプとに別れる。いずれの
タイプも、ブロワ１３を取付けたロータマグネット１の
磁束をステータコイル６に取付けたホール素子２により
感知し、ホール素子２の出力信号に基づいてロータマグ
ネット１の回転位置に対応してステータコイル６を切換
通電し、フレミングの左手法則による駆動力でロータマ
グネット１を回転させるものである。なお、第１図に示
された制御回路は一相分のみを示しており、３相半波駆
動を行うためには３組の同様な制御回路が必要であるが
、図示は省略されている。

「作動」 上記構成において、ロータマグネット１が回転すると、
ホール素子２に変化する磁束が加えられることにより、
ポール素子２にはロータマグネット１の回転数に応じた
周波数の出力信号が発生する。この出力信号の振幅は、
ホール素子制御電圧に対応するものであるため、本実施
例では差動増幅器９により速度設定電圧およびロータマ
グネット１の回転数に応じた制御電圧をホール素子２に
加えることにより、ホール素子２の出力電圧の振幅を速
度設定電圧に応じて制御している。このため、ホール素
子２の出力信号の振幅は低速では小さく、高速になるほ
ど大きくなる。出力信号の振幅が大きくなるほど、増幅
器３の出力は飽和し始め、この増幅器３の出力側におけ
るＡ部の波形は第２図に示すように、正弦波→台形波→
矩形波と変化する。これにより、モータすなわちロータ
マグネット１の回転速度に応じて、トランジスタ４のベ
ースに流れる電流の波形を５．低速から高速になるにつ
れて、正弦波→台形波→矩形波となるように容易に調整
することができる。

従って、ブロワ用ブラシレスモータ１４の低速時には、
正弦波駆動を行うことにより゛トルクリップルを極めて
小さくし、ブロワ用ブラシレスモータ１４自体の振動騒
音を低く抑えることができ、中速時には台形波駆動を行
うことにより醒記ブラシレスモータ１４のトルクを増加
させることができ、高速時には前記ブラシレスモータ１
４の駆動トルクを最大にし大きな出力を出すことができ
、しかも、トルクリップル等の振動もロータマグネット
１のイナーシャにより無視でき、さらに、高速時のブロ
ア１３の風切り音によりブラシレスモータ１４自体の多
少の振動は問題にならないので、全体として低＠音でか
つ広範囲にブロワ用ブラシレスモータ１４を駆動するこ
とができる。

また、本実施例においては、差動増幅器９に周波数−電
圧変換器７を介して増幅器３の出力電圧の周波数に応じ
た電圧がフィードバックされるがら、正弦波駆動による
低速設定時には、起動時には周波数−電圧変換器７の出
力電圧が殆ど零になることにより、差動増幅器９の出力
電圧であるところのホール素子制御電圧が高められるな
め、起動トルクが充分に大きくされる。

「他の実施例」 上記実施例は三相半波ＮＡ１１ｉＩ＋を示すが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば第４図に示さ
れるように２個の増幅器３．３°によりホール索子２か
らの正負の出力電圧を増幅するようにすれば全波駆動の
制御回路にも適用することができ、また二相駆動または
四相駆動等の制御回路にも同様にして適用することがで
きる。９！に、第１図の実施例で増幅器３の飽和を使用
せずに、第５図に例示するごとく、比例出力を発生する
増幅器３″の出力電圧をクリップ回路１２により振幅制
限するようにしても良い、なお、第５図図示の回路の他
の実施例どして、全波駆動をする場合には、比例出力を
発生する増幅器３．３゛の出力側にリミッタまたはスラ
イサを入れて正負の振幅を制限することも本発明に含ま
れる。

「効果」 以上述べたように、本発明の駆動方法は上記の構成を有
するものであり、低速から高速になるにつれて正弦波か
ら台形波、さらには矩形波ノ＼と駆動電流の波形を変化
させる独自な駆動方法をとっているから、低速時におけ
るモータの振＃ｌ音を低くすることができると共に、高
速時において駆動トルクを増加でき、また駆動波形を変
化させるためのＵｎｔ路構成が単純であり、しかも幅広
い速度制御が実現できるなどの優れた効果がある′。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ＞、（ｂ）は本発明方法を実施するための制
御回路例を示す回路図および部分回路図、第２図は第１
Ｌ！Ｉ（ａ＞のＡ部における波形を示す波形口、Ｍ３図
（ａ）、（ｂ）はブロワ用ブラシレスモータの２つの構
造例を示す断面図、第４図全波駆動をするための回路例
を示す回路図、第５図はクリップ回路を用いて１ａｌｌ
制限する場合の回路例を示す回路図、第６ＩＡ（ａ）、
（ｂ）は従来の制御方式による低速時および高速時の駆
動電流を示す波形図、第７図はプロワ用ブラシレスモー
タを車両に取付けた状態を示す断面図である。 １１１．ロータマグネット、　２１９．ホール素子、３
．３°、３”、、、増幅器、　４．、、トランジスタ、
５１０．駆動回路、　６０１．ステータコイル、　７６
、。 周波数−電圧変換器、　９１０．差動増幅器、１２、、
、クリップ回路、　　１４　、、、ブロワ用ブラシレス
モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータマグネットの回転位置に対応するステータコイル
   を、そのステータコイル近傍に配置したホール素子の出
   力信号により作動するトランジスタ等を介して通電し、
   前記ロータマグネットを回転駆動するブロワ用ブラシレ
   スモータの駆動方法において、前記ロータマグネットの
   回転速度に応じてホール素子に供給する電圧を制御する
   と共に、ホール素子の出力信号を増幅し、振幅を一定の
   レベルで制限して、前記回転速度に応じて駆動波形を低
   速では正弦波、中速では台形波、高速では矩形波となる
   ように駆動することを特徴とするブロワ用ブラシレスモ
   ータの駆動方法。