JP2000354390A

JP2000354390A - 単相ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP2000354390A
Application number: JP11163325A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takashima; 由晴高島; Kazuhiko Mori; 和彦森
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高速回転時においても高出力が得られると共
に、低速回転時においても回転効率を良好に保つことが
できる単相ブラシレスモータを提供すること。【解決手段】磁極境界２ａを検出するホール素子７は
所定の位置に固設されており、そのホール素子７から出
力された信号を利用するモータ駆動回路１０によって、
回転周期の所定比率となる角度（非通電角度α）だけ電
機子巻線３への通電をオフする。よって、モータの回転
速度に関係なく、電機子巻線３への通電オフの比率を一
定に保つことができる。従って、高速回転時において
も、通電オフの時間的な比率を長くしてしまうことがな
いので、高出力を得ることができる。また、低速回転時
においても、回転子磁石２が所定量回転するまで通電を
確実にオフするので、停止トルクを発生させるような通
電を解消して、モータの回転効率を良好にすることがで
きるのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単相ブラシレス
モータに関し、特に、ホール素子などの磁極位置検出セ
ンサを１つだけ用いることにより、高速回転時において
も高出力が得られ高速回転に対応できると共に、低速回
転時においても回転効率を良好に保つことができる単相
ブラシレスモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホール素子を使用した小型電動
機（単相ブラシレスモータ）として、特公平６−４０７
３０号に記載のものがある。この単相ブラシレスモータ
は、回転子磁石の停止位置から一定角度移動させた位置
に１つのホール素子を取り付け、このホール素子から出
力される回転子磁石の磁極位置検出信号に基づいて、電
機子巻線への通電制御を行い、回転子磁石を回転させる
ものである。具体的には、ホール素子で回転子磁石の磁
極の切り替わりを検出すると、電機子巻線への通電を所
定時間オフし、その後、前回とは逆の方向へ通電を行っ
て、モータを回転させるのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かか
る通電オフの時間は、コンデンサと抵抗との時定数によ
り定まる時間なので、モータの回転速度に拘わらず一定
である。よって、通電オフの時間的な比率はモータが高
速回転するほど大きくなり、その結果、高速回転時にお
いては、高出力が得られず、高速回転に適さないという
問題点があった。逆に、低速回転時においては、通電オ
フの時間的な比率が小さくなるので、１８０度に近い角
度で通電が行われる。このため、回転の停止トルクが働
くまで通電が継続されることがあり、回転効率を悪化さ
せてしまうという問題点があった。

【０００４】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、高速回転時においても高出力が得
られ高速回転に対応できると共に、低速回転時において
も回転効率を良好に保つことができる単相ブラシレスモ
ータを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
めに請求項１記載の単相ブラシレスモータは、電機子巻
線が巻回された固定子鉄心と、回転子磁石とを備え、そ
の回転子磁石がロック位置から所定の偏角をもって停止
するように構成された単相ブラシレスモータにおいて、
前記回転子磁石の磁極を検出する１つの磁極位置検出セ
ンサと、前記回転子磁石の磁極境界がその磁極位置検出
センサを通過することを契機として前記電機子巻線への
通電を一旦オフすると共に、その通電のオフ後に前記回
転子磁石が所定量回転することを契機として前記電機子
巻線への通電を前回の通電方向とは逆方向に再開する通
電制御回路とを備えている。

【０００６】請求項１記載の単相ブラシレスモータによ
れば、電源投入により電機子巻線へ通電が行われると、
固定子鉄心に磁束が生じ、回転子磁石が回転を始める。
回転子磁石の磁極境界が磁極位置検出センサを通過する
と、この通過を契機として、通電制御回路によって電機
子巻線への通電が一旦オフされる。通電のオフされた回
転子磁石は、慣性により同方向への回転を継続する。そ
して、回転子磁石が所定量回転することを契機として、
通電制御回路によって電機子巻線への通電が前回の通電
方向とは逆方向に再開され（転流され）、回転子磁石が
同方向に回転する。

【０００７】請求項２記載の単相ブラシレスモータは、
請求項１記載の単相ブラシレスモータにおいて、前記通
電制御回路は、前記回転子磁石の磁極境界が前記磁極位
置検出センサを通過することを契機として充電を開始す
る充電回路と、その充電回路の最大電圧を保持するピー
クホールド回路と、そのピークホールド回路の出力電圧
を所定の比率で分圧する分圧回路と、その分圧回路の出
力電圧と前記充電回路の出力電圧との大小を比較する比
較回路と、その比較回路による比較の結果、前記充電回
路の出力電圧が前記分圧回路の出力電圧より小さい場合
に前記電機子巻線への通電をオフし、前記充電回路の出
力電圧が前記分圧回路の出力電圧より大きい場合に前記
電機子巻線への通電をオンするオンオフ回路とを備えて
いる。

【０００８】請求項２記載の単相ブラシレスモータによ
れば、請求項１記載の単相ブラシレスモータと同様に作
用する上、回転子磁石の磁極境界が磁極位置検出センサ
を通過することを契機として充電回路に充電が開始さ
れ、その充電回路の最大電圧がピークホールド回路によ
って保持される。さらに、そのピークホールド回路の出
力電圧が分圧回路によって所定の比率に分圧される。そ
の分圧回路の出力電圧と充電回路の出力電圧との大小が
比較回路によって比較され、その比較の結果、充電回路
の出力電圧が分圧回路の出力電圧より小さい場合には、
オンオフ回路によって電機子巻線への通電がオフされ、
逆に充電回路の出力電圧が分圧回路の出力電圧より大き
い場合には、同じくオンオフ回路によって電機子巻線へ
の通電がオンされる。

【０００９】請求項３記載の単相ブラシレスモータは、
請求項２記載の単相ブラシレスモータにおいて、前記充
電回路は、前記回転子磁石の一方の磁極境界が前記磁極
位置検出センサを通過することを契機として充電を開始
する一方、その充電した電荷を前記回転子磁石の他方の
磁極境界が前記磁極位置検出センサを通過することを契
機として放電する第１充電回路と、前記回転子磁石の他
方の磁極境界が前記磁極位置検出センサを通過すること
を契機として充電を開始する一方、その充電した電荷を
前記回転子磁石の一方の磁極境界が前記磁極位置検出セ
ンサを通過することを契機として放電する第２充電回路
とを備えており、前記ピークホールド回路は、前記第１
又は第２充電回路の放電前の最大電圧を保持すると共
に、前記オンオフ回路は、前記比較回路による比較の結
果、前記第１及び第２充電回路の出力電圧が前記分圧回
路の出力電圧より小さい場合に前記電機子巻線への通電
をオフする一方、前記第１充電回路の出力電圧が前記分
圧回路の出力電圧より大きい場合に前記電機子巻線への
通電を正方向にオンし、前記第２充電回路の出力電圧が
前記分圧回路の出力電圧より大きい場合に前記電機子巻
線への通電を逆方向にオンする。

【００１０】請求項３記載の単相ブラシレスモータによ
れば、請求項２記載の単相ブラシレスモータと同様に作
用する上、第１充電回路では回転子磁石の一方の磁極境
界が磁極位置検出センサを通過することを契機として充
電が開始される一方、その充電された電荷は回転子磁石
の他方の磁極境界が磁極位置検出センサを通過すること
を契機として放電される。第２充電回路では第１充電回
路とは逆に、回転子磁石の他方の磁極境界が磁極位置検
出センサを通過することを契機として充電が開始される
一方、その充電された電荷は回転子磁石の一方の磁極境
界が磁極位置検出センサを通過することを契機として放
電される。ここで、第１又は第２充電回路の放電前の最
大電圧はピークホールド回路によって保持され、さらに
分圧回路によって所定の比率に分圧される。比較回路に
よる比較の結果、第１及び第２充電回路の出力電圧が分
圧回路の出力電圧より小さい場合には、オンオフ回路に
よって電機子巻線への通電がオフされる一方、第１充電
回路の出力電圧が分圧回路の出力電圧より大きい場合に
は、オンオフ回路によって電機子巻線への通電が正方向
にオンされ、第２充電回路の出力電圧が分圧回路の出力
電圧より大きい場合には、オンオフ回路によって電機子
巻線への通電が逆方向にオンされる。

【００１１】請求項４記載の単相ブラシレスモータは、
請求項２又は３記載の単相ブラシレスモータにおいて、
前記分圧回路は、前記ピークホールド回路の出力電圧を
略６分の１から略３分の１に分圧して前記比較回路へ出
力する。

【００１２】請求項５記載の単相ブラシレスモータは、
請求項２から４のいずれかに記載の単相ブラシレスモー
タにおいて、前記通電制御回路は、前記単相ブラシレス
モータを確実に起動させるため、その起動時における所
定期間に前記オンオフ回路による前記電機子巻線への通
電のオフを禁止する起動補償回路を備えている。

【００１３】請求項６記載の単相ブラシレスモータは、
請求項５記載の単相ブラシレスモータにおいて、前記起
動補償回路は、前記単相ブラシレスモータの起動時にお
ける所定期間に、前記充電回路に代わって、前記比較回
路へ前記分圧回路の出力電圧より大きな電圧を出力す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実
施例の単相ブラシレスモータ１の断面図である。単相ブ
ラシレスモータ１は、回転子として回転子磁石２を、固
定子として電機子巻線３とその電機子巻線３が巻回され
た固定子鉄心４とを用いた、表面磁石形、特に、スケル
トン形の単相ブラシレスモータである。

【００１５】固定子鉄心４の磁極５の内側の２箇所に
は、一対の切り欠け６が対向して形成されており、この
切り欠け６の部分だけ固定子鉄心４の磁極５と回転子磁
石２との空隙が他の部分より大きくされている。また、
この一対の切り欠け６を結ぶ直線と直交する直線上の固
定子鉄心４の外周には、磁極分離用の一対の切り欠け８
が対向して形成されている。これら各二対の切り欠け
６，８によりコギングトルクが生じるので、回転子磁石
２の磁束軸Ｘが電機子巻線３への通電により固定子鉄心
４に生じる磁束軸Ｙと一致するいわゆるロック位置から
所定の偏角θを保つ２箇所の位置に、電機子巻線３への
非通電時において回転子磁石２は停止する（図１
（ａ），（ｂ）参照）。

【００１６】電機子巻線３は、一組の中間子付巻線（セ
ンタタップ巻線）により構成され、２つの端子ａ，ｂと
１つの中間端子ｃとの合計３つの端子を備えている。そ
の巻線仕上げは、２本の導線を束ねて同時に巻く、いわ
ゆるパイファイラ巻きにより行われている。なお、かか
る巻線仕上げは、中間端子（中間タップ）ｃがあれば良
く、必ずしもパイファイラ巻きである必要はない。

【００１７】電機子巻線３への通電により固定子鉄心４
に生じる磁束軸Ｙと直交する方向の固定子鉄心４の一側
（本実施例では図１中上側）には、磁極位置検出センサ
としてのホール素子（ホールＩＣ）７が固設されてい
る。本実施例では、ホール素子７は回転子磁石２のＮ極
が対向する場合にＨｉ信号を出力し、Ｓ極が対向する場
合にＬｏｗ信号を出力する向きに配設されている。よっ
て、回転子磁石２のＮ極とＳ極との磁極境界２ａがホー
ル素子７を通過すると、ホール素子７の出力信号がＨｉ
からＬｏｗ又はＬｏｗからＨｉへ変化する。

【００１８】なお、非通電角度αは、磁極境界２ａがホ
ール素子７を通過してから電機子巻線３への通電をオフ
する角度を示しており、３０〜６０度の範囲内の値とす
ることが望ましい。また、ホール素子７は固定子鉄心４
の他側（図１中、回転子磁石２の下側かつ電機子巻線３
の上側の固定子鉄心４上）に固設するようにしても良
い。

【００１９】図２は、前記した単相ブラシレスモータ１
のモータ駆動回路１０の回路図である。モータ駆動回路
１０は、ホール素子７とは別体になって、ハイブリッド
ＩＣ化またはモノシリックＩＣ化されて単相ブラシレス
モータ１上に搭載されている。なお、このようにモータ
駆動回路１０をホール素子７と別体にしてＩＣ化するこ
とにより、単相ブラシレスモータ１の用途や種類に応じ
て、ホール素子７の取り付け位置を変更することが可能
になる。

【００２０】モータ駆動回路１０は、積分回路Ａ，Ｂ
と、加算回路Ｃと、起動回路Ｄと、ピークホールド回路
Ｅと、分圧回路Ｆと、比較回路Ｇ１と、出力論理回路Ｈ
１とを備えている。

【００２１】モータ駆動回路１０の電源１２は、２４ボ
ルトの電圧を出力する＋２４Ｖ端子を備えており、その
＋２４Ｖ端子は、１０ボルトの安定電圧を出力する安定
化電源である三端子レギュレータ１１の入力端子Ｉと、
１００μＦの電解コンデンサＣ１のプラス側端子と、電
機子巻線３の中間端子ｃとに接続されている。電解コン
デンサＣ１のマイナス側端子および三端子レギュレータ
１１のＧ端子は、いずれも回路接地されている。

【００２２】１０ボルトの安定電圧を出力する三端子レ
ギュレータ１１の出力端子Ｏは、他端が回路接地された
０．１μＦのコンデンサＣ２の一端、ホール素子７の電
圧入力端子Ｖ、１０ｋΩのプルアップ抵抗Ｒ１および
０．１μＦの電解コンデンサＣ６のプラス側端子にそれ
ぞれ接続されると共に、オペアンプ１５，１６、インバ
ータ回路１３，１４、アンド回路１７，１８の各電源端
子とそれぞれ接続されている。

【００２３】ホール素子７のＧ端子は回路接地されてお
り、また、ホール素子７の出力端子Ｏは、プルアップ抵
抗Ｒ１の他端に接続されると共に、インバータ回路１３
の入力端子に接続されている。インバータ回路１３の出
力端子は、インバータ回路１４の入力端子、アンド回路
１８の入力端子、４７ｋΩの抵抗Ｒ２および１００ｋΩ
の抵抗Ｒ３の一端にそれぞれ接続されている。インバー
タ回路１４の出力端子は、アンド回路１７の入力端子、
１００ｋΩの抵抗Ｒ４および４７ｋΩの抵抗Ｒ５の一端
にそれぞれ接続されている。

【００２４】抵抗Ｒ２の他端は、トランジスタＱ１のベ
ース端子および４７ｋΩの抵抗Ｒ６の一端にそれぞれ接
続されており、抵抗Ｒ６の他端およびトランジスタＱ１
のエミッタ端子は回路接地されている。トランジスタＱ
１のコレクタ端子は、抵抗Ｒ４の他端、０．１μＦのコ
ンデンサＣ３の一端、３３０ｋΩの抵抗Ｒ８の一端およ
び配線Ｗ３を介してダイオードＤ３のアノードにそれぞ
れ接続されており、コンデンサＣ３の他端は回路接地さ
れている。抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ３によって、回
転子磁石２の磁極境界２ａがホール素子７を通過した時
点で充電および放電を開始する積分回路Ａを構成してい
る。積分回路Ａへの充電・放電の切り替えは、トランジ
スタＱ１によって行われる。

【００２５】一方、抵抗Ｒ５の他端は、トランジスタＱ
２のベース端子および４７ｋΩの抵抗Ｒ７の一端にそれ
ぞれ接続されており、抵抗Ｒ７の他端およびトランジス
タＱ２のエミッタ端子は回路接地されている。トランジ
スタＱ２のコレクタ端子は、抵抗Ｒ３の他端、０．１μ
ＦのコンデンサＣ４の一端、３３０ｋΩの抵抗Ｒ９の一
端および配線Ｗ２を介してダイオードＤ２のアノードに
それぞれ接続されており、コンデンサＣ４の他端は回路
接地されている。抵抗Ｒ３およびコンデンサＣ４によっ
て、積分回路Ａとは逆の位相で充電および放電を開始す
る積分回路Ｂを構成している。積分回路Ｂへの充電・放
電の切り替えは、トランジスタＱ２によって行われる。

【００２６】これら積分回路Ａおよび積分回路Ｂから
は、交互に略三角形状の電圧波が出力される。これらの
電圧波は、加算回路Ｃおよびピークホールド回路Ｅへ出
力される。

【００２７】抵抗Ｒ８の他端と抵抗Ｒ９の他端とは、オ
ペアンプ１６の非反転入力端子およびダイオードＤ１の
カソードにそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ８および抵
抗Ｒ９によって、積分回路Ａ，Ｂから出力される電圧値
を加算する加算回路Ｃを構成している。前述のように、
積分回路Ａおよび積分回路Ｂからは、交互に略三角形状
の電圧波が出力されるが、これらの電圧波は加算回路Ｃ
で加算（重ね合わせ）されるので、加算回路Ｃからは連
続した略三角形状の電圧波が出力される。

【００２８】起動回路Ｄは、単相ブラシレスモータ１の
起動時に、回転子磁石２が充分な始動トルクを発生でき
るようにするため、加算回路Ｃの出力に代わって、起動
目的電圧を比較回路Ｇ１へ出力するための回路である。
起動回路Ｄは、０．１μＦの電解コンデンサＣ６、１０
０ｋΩの抵抗Ｒ１０およびダイオードＤ１を備えてお
り、電解コンデンサＣ６のマイナス側端子は、抵抗Ｒ１
０の一端およびダイオードＤ１のアノードにそれぞれ接
続されている。抵抗Ｒ１０の他端は回路接地されてい
る。

【００２９】この起動回路Ｄは、電解コンデンサＣ６お
よび抵抗Ｒ１０の直列回路よりなる微分回路として構成
されている。よって、電源１２がオン（投入）されて、
三端子レギュレータ１１の出力端子Ｏから１０ボルトの
電圧が供給されると、起動回路Ｄから比較回路Ｇ１へ出
力される電圧、即ち、抵抗Ｒ１０の非回路接地端の電圧
は、略１０ボルトの電圧値から時間の経過と共に徐々に
逓減する電圧となる。このように、電源１２の投入時に
おける起動回路Ｄの出力電圧を、加算回路Ｃの出力電圧
よりも十分に高くすることにより、単相ブラシレスモー
タ１の起動時に、回転子磁石２が充分な始動トルクを発
生できるようにすることができる。

【００３０】次に、ピークホールド回路Ｅについて説明
する。０．１μＦのコンデンサＣ５の一端は、ダイオー
ドＤ２およびダイオードＤ３のカソードに接続されると
共に、２．２ＭΩの抵抗Ｒ１１の一端およびオペアンプ
１５の非反転入力端子にそれぞれ接続されている。コン
デンサＣ５および抵抗Ｒ１１の他端は回路接地されてい
る。オペアンプ１５の出力は、オペアンプ１５の反転入
力端子および３３ｋΩの抵抗Ｒ１２の一端にそれぞれ接
続されている。ダイオードＤ２、ダイオードＤ３、コン
デンサＣ５、抵抗Ｒ１１およびオペアンプ１５によっ
て、ピークホールド回路Ｅを構成している。

【００３１】このピークホールド回路Ｅによって、積分
回路Ａ，Ｂから出力される大きい方の電圧値（瞬時出
力）がコンデンサＣ５に充電され、さらに、この電圧値
が所定時間保持される。保持された電圧値は、分圧回路
Ｆへ出力される。なお、コンデンサＣ５に蓄積された電
荷は、抵抗Ｒ１１によって少しずつ放電されるので、最
大電圧を超える電圧値が新たに入力されなければ、保持
された電圧値は徐々に低下する。

【００３２】抵抗Ｒ１２（３３ｋΩ）の他端は、１０ｋ
Ωの抵抗Ｒ１３の一端およびオペアンプ１６の反転入力
端子にそれぞれ接続され、抵抗Ｒ１３の他端は回路接地
されている。抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１３によって、ピ
ークホールド回路Ｅから出力される電圧を略４分の１に
減圧（分圧）する分圧回路Ｆを構成している。分圧回路
Ｆにおける分圧比は、回転子磁石２の半周期の内、電機
子巻線３への通電をオフする比率（非通電角度α）を設
定するものである。

【００３３】オペアンプ１６の出力端子は、アンド回路
１７，１８の入力端子にそれぞれ接続されている。この
オペアンプ１６が、加算回路Ｃおよび起動回路Ｄから出
力された大きい方の電圧値と、分圧回路Ｆから出力され
た電圧値とを比較して、その比較の結果を、電機子巻線
３への通電（通電方向や通電・非通電）を切り替える出
力論理回路Ｈ１（アンド回路１７，１８）へ出力する比
較回路Ｇ１となっている。この比較回路Ｇ１は、加算回
路Ｃおよび起動回路Ｄから出力された大きい方の電圧値
が、分圧回路Ｆから出力された電圧値を下回っている場
合にはＬｏｗ信号を出力し、逆に、加算回路Ｃおよび起
動回路Ｄから出力された大きい方の電圧値が、分圧回路
Ｆから出力された電圧値を上回っている場合にはＨｉ信
号を出力する。

【００３４】アンド回路１７の出力端子は、１ｋΩの抵
抗Ｒ１４の一端に接続され、抵抗Ｒ１４の他端はトラン
ジスタＱ３のベース端子に接続されている。トランジス
タＱ３のコレクタ端子は電機子巻線３の端子ａに接続さ
れ、エミッタ端子は回路接地されている。一方、アンド
回路１８の出力端子は、１ｋΩの抵抗Ｒ１５の一端に接
続され、抵抗Ｒ１５の他端はトランジスタＱ４のベース
端子に接続されている。トランジスタＱ４のコレクタ端
子は電機子巻線３の端子ｂに接続され、エミッタ端子
は、トランジスタＱ３のエミッタ端子と同じく、回路接
地されている。アンド回路１７，１８によって、電機子
巻線３への通電（通電方向や通電・非通電）を切り替え
る出力論理回路Ｈ１を構成している。

【００３５】アンド回路１７からＨｉ信号が出力される
と、トランジスタＱ３がオンされて、電機子巻線３のｃ
ａ間に通電が行われる。逆に、アンド回路１８からＨｉ
信号が出力されると、トランジスタＱ４がオンされて、
電機子巻線３のｃｂ間に通電が行われる。なお、トラン
ジスタＱ３，Ｑ４はＮＰＮ型のトランジスタを用いた例
で説明したが、これに代えてＮ−ｃｈ型の電界効果トラ
ンジスタを使用しても良い。電界効果トランジスタを用
いると、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５を省略することができるの
で、モータ駆動回路１０のＩＣ化が一層容易なものとな
る。

【００３６】次に、図３および図４を参照して、前記し
た単相ブラシレスモータ１の動作について説明する。ま
ず、図１（ａ）に示す位置に回転子磁石２が停止してい
る状態で、電源１２がオン（投入）されると、ホール素
子７にはＮ極が対向しているので（図３（ａ））、ホー
ル素子７からはＨｉ信号が出力される。その結果、イン
バータ１３からはＬｏｗ信号、インバータ１４からはＨ
ｉ信号がそれぞれ出力される。インバータ１３，１４を
経由することで、ホール素子７から出力されるロジック
信号の整形と出力の低インピーダンス化とが行われる。

【００３７】インバータ１３から出力されたＬｏｗ信号
によって、トランジスタＱ１はオフとなり、抵抗Ｒ４を
経由した電流が徐々にコンデンサＣ３に充電されるの
で、積分回路Ａから出力される電圧値は略三角形状の電
圧波となる。一方、インバータ１４から出力されたＨｉ
信号によって、トランジスタＱ２はオンとなってコンデ
ンサＣ４の電荷を放出させるので、積分回路Ｂの出力電
圧値は０ボルトとなる。積分回路Ａ，Ｂから出力された
電圧値は、加算回路Ｃおよびピークホールド回路Ｅへ出
力され、抵抗Ｒ８および抵抗Ｒ９で構成された加算回路
Ｃによって、積分回路Ａ，Ｂから出力された電圧値が加
算される。

【００３８】一方、起動回路Ｄは、電界コンデンサＣ６
と抵抗Ｒ１０との直列回路よりなる微分回路を構成して
いるので、略１０ボルトの電圧値から徐々に下降する微
分パルス状の電圧を発生させ、比較回路Ｇ１へ出力す
る。比較回路Ｇ１へは、起動回路Ｄからの微分パルス状
の電圧の他に、加算回路Ｃによって加算された積分回路
Ａ，Ｂの電圧も出力されるが、積分回路Ａのコンデンサ
Ｃ３へ充電が開始され始めてからわずかな時間しか経っ
ていないため、出力電圧は０ボルト近傍である。よっ
て、ダイオードＤ１により、起動回路Ｄの出力が加算回
路Ｃの出力より優先され、比較回路Ｇ１のオペアンプ１
６の非反転入力端子へ出力される。

【００３９】また、積分回路Ａ，Ｂから出力された電圧
値は、配線Ｗ３，Ｗ２を介してピークホールド回路Ｅの
ダイオードＤ３，Ｄ２のアノードへそれぞれ入力され
る。ピークホールド回路Ｅでは、前述の通り、積分回路
Ａ，Ｂから出力される電圧値の大きい方の電圧値（瞬時
出力）がコンデンサＣ５に充電され、さらに、この電圧
値が所定時間保持される。単相ブラシレスモータ１の起
動時には、積分回路Ａからは略三角形状の電圧波（電圧
値）が出力される反面、積分回路Ｂから出力される電圧
値は０ボルトなので、ピークホールド回路Ｅのコンデン
サＣ５には、積分回路Ａからの出力電圧値が充電され、
保持される。よって、ピークホールド回路Ｅから出力さ
れる電圧値は、積分回路Ａから入力された略三角形状の
電圧値に沿って徐々に立ち上がる。

【００４０】ピークホールド回路Ｅから出力された電圧
値は、抵抗Ｒ１２（３３ｋΩ），Ｒ１３（１０ｋΩ）で
構成される分圧回路Ｆによって、略４分の１の電圧に分
圧（減圧）され、比較回路Ｇ１のオペアンプ１６の反転
入力端子へ出力される。

【００４１】比較回路Ｇ１では、加算回路Ｃおよび起動
回路Ｄから出力された大きい方の電圧値と、分圧回路Ｆ
から出力された電圧値とが比較されるが、単相ブラシレ
スモータ１起動時には、分圧回路Ｆから出力される電圧
値は徐々に立ち上がっている状態であるのに対して、起
動回路Ｄからは、前述の通り、略１０ボルトの電圧値か
ら下降する微分パルス状の電圧が出力されている。よっ
て、加算回路Ｃおよび起動回路Ｄから出力された大きい
方の電圧値（ここでは、起動回路Ｄから出力された電圧
値）が分圧回路Ｆから出力された電圧値を上回っている
ので、比較回路Ｇ１は出力論理回路Ｈ１へＨｉ信号を出
力する。このように、単相ブラシレスモータ１の起動時
には、起動回路Ｄは加算回路Ｃに代わって、比較回路Ｇ
１へ分圧回路Ｆの出力電圧より十分に大きな電圧を出力
するので、起動開始直後は比較回路Ｇ１からは必ずＨｉ
信号が出力される。

【００４２】出力論理回路Ｈ１のアンド回路１７には、
インバータ１４からのＨｉ信号と比較回路Ｇ１からのＨ
ｉ信号とが入力されるので、アンド回路１７はＨｉ信号
を出力する。一方、アンド回路１８には、インバータ１
３からのＬｏｗ信号と比較回路Ｇ１からのＨｉ信号とが
入力されるので、アンド回路１８はＬｏｗ信号を出力す
る。これにより、トランジスタＱ３がオン、トランジス
タＱ４がオフとなって、電機子巻線３の端子ｃａ間に電
機子電流が流れ、図１における固定子鉄心４の磁極５に
左から右方向へ磁束が生じ、回転子磁石２が右方向へ回
転を始める（図３（ａ））。

【００４３】このように、比較回路Ｇ１から出力論理回
路Ｈ１のアンド回路１７，１８のそれぞれの一方の入力
端子へＨｉ信号が出力される場合、アンド回路１７，１
８の他方の入力端子の内、どちらか片方の入力端子には
必ずＨｉ信号が入力されるので、アンド回路１７，１８
の内どちらか片方は必ずＨｉ信号を出力し、電機子巻線
３への通電をオンさせることができる。よって、電源１
２の投入時における単相ブラシレスモータ１の起動時
に、電機子巻線３への通電のオフを禁止することができ
るので、回転子磁石２に十分な始動トルクを与えること
ができ、単相ブラシレスモータ１を確実に起動させるこ
とができるのである。

【００４４】この回転子磁石２の右方向回転により、磁
極境界２ａがホール素子７を超え、回転子磁石２のＳ極
がホール素子７に対向すると（図３（ｂ））、ホール素
子７の出力はＨｉからＬｏｗへ立ち下がる。その結果、
インバータ１３，１４の出力は反転し、インバータ１３
からはＨｉ信号、インバータ１４からはＬｏｗ信号がそ
れぞれ出力される。

【００４５】インバータ１３からＨｉ信号が出力される
と、トランジスタＱ１はオンとなって、コンデンサＣ３
の電荷が放出され、積分回路Ａの出力電圧値は０ボルト
となる。一方、インバータ１４からＬｏｗ信号が出力さ
れると、トランジスタＱ２はオフとなって抵抗Ｒ３を経
由した電流が徐々にコンデンサＣ４に充電されるので、
積分回路Ｂから略三角形状の電圧波が出力される。積分
回路Ａ，Ｂから出力された電圧値は、加算回路Ｃおよび
ピークホールド回路Ｅへ出力される。加算回路Ｃでは、
積分回路Ａ，Ｂから出力された電圧値が加算されて、比
較回路Ｇ１へ出力される。

【００４６】ピークホールド回路Ｅでは、積分回路Ａ，
Ｂから出力される電圧値の大きい方の電圧値（瞬時出
力）が充電され、この電圧値が所定時間保持されるが、
この図３（ｂ）の時点では、前述した単相ブラシレスモ
ータ１の起動時において、積分回路Ａから出力された略
三角形状の電圧値のピークが最高電圧として保持されて
いる。この電圧は、所定時間（最短でも、この時点でピ
ークホールド回路Ｅに入力されている積分回路Ｂの電圧
値が最高電圧に達するまで）保持され続けるので、ピー
クホールド回路Ｅから出力される電圧値は、略同レベル
で推移する。ピークホールド回路Ｅから出力された電圧
値は、分圧回路Ｆによって、略４分の１の電圧に分圧
（減圧）され、比較回路Ｇ１へ出力される。

【００４７】比較回路Ｇ１では、加算回路Ｃおよび起動
回路Ｄから出力された大きい方の電圧値と、分圧回路Ｆ
から出力された電圧値とが比較されるが、起動回路Ｄか
らの微分パルス状の電圧は単相ブラシレスモータ１の起
動時以降、下降を続けており、図３（ｂ）の時点では、
分圧回路Ｆから出力される電圧値を下回っている。よっ
て、加算回路Ｃおよび起動回路Ｄから出力された大きい
方の電圧値（ここでは、起動回路Ｄから出力された電圧
値）が分圧回路Ｆから出力された電圧値を下回っている
ので、比較回路Ｇ１は出力論理回路Ｈ１へＬｏｗ信号を
出力する。このＬｏｗ信号が出力論理回路Ｈ１へ入力さ
れることによって、電機子巻線３への通電がオフされ
る。

【００４８】なお、単相ブラシレスモータ１の起動後
も、しばらくの間（数サイクル）は回転子磁石２に十分
な始動トルクを与えたい場合には、起動回路Ｄから出力
される微分パルス状の電圧の持続時間を長くして、分圧
回路Ｆの出力電圧値よりも起動回路Ｄの出力電圧値を上
回らせ、比較回路Ｇ１からＨｉ信号を出力し続けるよう
にすれば良い。これにより、電機子巻線３への通電のオ
フが禁止されるので、単相ブラシレスモータ１の起動後
しばらくの間（数サイクル）、回転子磁石２に十分な始
動トルクを与えることができる。

【００４９】出力論理回路Ｈ１のアンド回路１７には、
インバータ１４からのＬｏｗ信号と比較回路Ｇ１からの
Ｌｏｗ信号とが入力されるので、アンド回路１７はＬｏ
ｗ信号を出力する。また、アンド回路１８には、インバ
ータ１３からのＨｉ信号と比較回路Ｇ１からのＬｏｗ信
号とが入力されるので、アンド回路１８はＬｏｗ信号を
出力する。これにより、トランジスタＱ３，Ｑ４が共に
オフとなって、電機子巻線３への通電が一旦オフされ、
回転子磁石２は惰性で右方向へ回転し続ける。かかる通
電オフは、積分回路Ｂから出力される電圧値が分圧回路
Ｆから出力される電圧値を超えるまで、つまり、回転子
磁石２の磁極境界２ａが非通電角度αに達するまで継続
される（図３（ｃ））。

【００５０】回転子磁石２が惰性で右方向に回転を続け
ている間、積分回路ＢではコンデンサＣ４への充電が継
続されているので、加算回路Ｃを経由して比較回路Ｇ１
へ出力される積分回路Ｂからの電圧値が上昇し、やが
て、この電圧値が略同レベルで推移している分圧回路Ｆ
の出力電圧値を上回る（図３（ｃ））。すると、比較回
路Ｇ１からの出力がＬｏｗからＨｉへ立ち上がり、この
Ｈｉ信号が出力論理回路Ｈ１へ入力されることによっ
て、電機子巻線３への通電を再開することになる。

【００５１】ここで、出力論理回路Ｈ１のアンド回路１
７には、インバータ１４からのＬｏｗ信号と比較回路Ｇ
１からのＨｉ信号とが入力されるので、アンド回路１７
はＬｏｗ信号を出力する。一方、アンド回路１８には、
インバータ１３からのＨｉ信号と比較回路Ｇ１からのＨ
ｉ信号とが入力されるので、アンド回路１８はＨｉ信号
を出力する。これにより、トランジスタＱ３がオフ、ト
ランジスタＱ４がオンとなって、電機子巻線３の端子ｃ
ｂ間へ前回の通電方向とは逆方向の電機子電流が流れ
（転流が行われ）、固定子鉄心４の磁極５に前回とは逆
方向の右から左方向への磁束が生じ、回転子磁石２の右
方向回転が継続される（図３（ｄ））。

【００５２】この回転子磁石２の右方向回転により、磁
極境界２ａがホール素子７を超え、回転子磁石２のＮ極
がホール素子７に対向すると（図３（ｅ））、ホール素
子７の出力はＬｏｗからＨｉへ立ち上がる。その結果、
インバータ１３からはＬｏｗ信号、インバータ１４から
はＨｉ信号がそれぞれ出力される。

【００５３】インバータ１３から出力されたＬｏｗ信号
によって、トランジスタＱ１はオフとなってコンデンサ
Ｃ３は徐々に充電されるので、積分回路Ａからは略三角
形状の電圧波が出力される。一方、インバータ１４から
出力されたＨｉ信号によって、トランジスタＱ２はオン
となり、コンデンサＣ４の電荷を放出させるので、積分
回路Ｂの出力電圧値は０ボルトとなる。積分回路Ａ，Ｂ
から出力された電圧値は、加算回路Ｃおよびピークホー
ルド回路Ｅへ出力される。加算回路Ｃでは、積分回路
Ａ，Ｂから出力された電圧値が加算され、比較回路Ｇ１
へ出力される。

【００５４】ピークホールド回路Ｅでは、図３（ｅ）の
状態以前の最高電圧が保持されて略同レベルで推移して
いる。ピークホールド回路Ｅから出力された電圧値は、
分圧回路Ｆによって、略４分の１の電圧に分圧（減圧）
され、比較回路Ｇ１へ出力される。

【００５５】比較回路Ｇ１では、加算回路Ｃおよび起動
回路Ｄから出力された大きい方の電圧値と、分圧回路Ｆ
から出力された電圧値とが比較されるが、図３（ｅ）の
時点では、すでに起動回路Ｄからの電圧値は０ボルトと
なっているので、これ以降は、加算回路Ｃの出力電圧値
と分圧回路Ｆの出力電圧値との比較となる。図３（ｅ）
の時点では、加算回路Ｃの出力電圧値が分圧回路Ｆの出
力電圧値を下回っているので、比較回路Ｇ１は出力論理
回路Ｈ１へＬｏｗ信号を出力する。このＬｏｗ信号が出
力論理回路Ｈ１へ入力されることによって、電機子巻線
３への通電がオフされることになる。

【００５６】即ち、出力論理回路Ｈ１のアンド回路１７
には、インバータ１４からのＨｉ信号と比較回路Ｇ１か
らのＬｏｗ信号とが入力されるので、アンド回路１７は
Ｌｏｗ信号を出力する。また、アンド回路１８には、イ
ンバータ１３からのＬｏｗ信号と比較回路Ｇ１からのＬ
ｏｗ信号とが入力されるので、アンド回路１８はＬｏｗ
信号を出力する。これにより、トランジスタＱ３，Ｑ４
が共にオフとなって、電機子巻線３への通電が一旦オフ
され、回転子磁石２は惰性で右方向へ回転し続ける。か
かる通電オフは、積分回路Ａから出力される電圧値が分
圧回路Ｆから出力される電圧値を上回るまで、つまり、
回転子磁石２の磁極境界２ａが非通電角度αに達するま
で継続される（図３（ｆ））。

【００５７】回転子磁石２が惰性で右方向に回転を続け
ている間、積分回路ＡではコンデンサＣ３への充電が継
続されているので、加算回路Ｃを経由して比較回路Ｇ１
へ出力される積分回路Ａからの電圧値が上昇し、やが
て、この電圧値が略同レベルで推移している分圧回路Ｆ
の出力電圧値を上回る（図３（ｆ））。すると、比較回
路Ｇ１からの出力がＬｏｗからＨｉへ立ち上がり、この
Ｈｉ信号が出力論理回路Ｈ１へ入力されることによっ
て、電機子巻線３への通電を再開することになる。

【００５８】ここで、出力論理回路Ｈ１のアンド回路１
７には、インバータ１４からのＨｉ信号と比較回路Ｇ１
からのＨｉ信号とが入力されるので、アンド回路１７は
Ｈｉ信号を出力する。一方、アンド回路１８には、イン
バータ１３からのＬｏｗ信号と比較回路Ｇ１からのＨｉ
信号とが入力されるので、アンド回路１８はＬｏｗ信号
を出力する。これにより、トランジスタＱ３がオン、ト
ランジスタＱ４がオフとなって、電機子巻線３の端子ｃ
ａ間へ前回の通電方向とは逆方向の電機子電流が流れ
（転流が行われ）、固定子鉄心４の磁極５に前回とは逆
方向の左から右方向への磁束が生じ、回転子磁石２の右
方向回転が継続される（図３（ｇ））。

【００５９】以上の単相ブラシレスモータ１の動作よ
り、電機子巻線３への通電をオフする非通電角度αの設
定（起動時を除く）についてまとめると、以下のように
なる。比較回路Ｇ１では、加算回路Ｃの出力電圧値と分
圧回路Ｆの出力電圧値とを比較し、比較の結果、加算回
路Ｃの出力電圧値が分圧回路Ｆの出力電圧値を下回って
いた場合には、Ｌｏｗ信号を出力論理回路Ｈ１へ出力し
て電機子巻線３への通電がオフされ、逆に、加算回路Ｃ
の出力電圧値が分圧回路Ｆの出力電圧値を上回っていた
場合には、Ｈｉ信号を出力論理回路Ｈ１へ出力して電機
子巻線３への通電がオンされる。

【００６０】ここで、比較回路Ｇ１において比較される
加算回路Ｃの出力電圧値とは、積分回路Ａ，Ｂから交互
に出力される略三角形状の電圧値を加算（重ね合わせ）
したものであるので、回転子磁石２の半周期ごとの連続
した略三角形状の電圧波となっている。一方、分圧回路
Ｆの出力電圧値とは、積分回路Ａ，Ｂのピーク電圧を保
持したものを所定比率で分圧（減圧）したものであり、
略同レベルで推移している。

【００６１】つまり、分圧回路Ｆにおける分圧比が、そ
のまま回転子磁石２の半周期ごとの電機子巻線３への通
電をオフする比率（非通電角度α）となるのである。例
えば、本実施例のように、ピークホールドされた積分回
路Ａ，Ｂの最大電圧が、分圧回路Ｆにて略４分の１の電
圧に分圧（減圧）された場合、回転子磁石２の磁極境界
２ａがホール素子７の通過後に、回転子磁石２の半周期
（１８０度）の略４分の１に相当する略４５度（１８０
度／４）を回転する間、電機子巻線３への通電がオフさ
れる。

【００６２】このように、分圧回路Ｆにおける分圧比を
変更することにより、電機子巻線３への通電をオフする
比率（非通電角度α）をモータの回転効率が最も良い比
率（角度）に設定することができる。なお、本実施例で
は、非通電角度αを略４５度に設定したが、モータの回
転効率が最も良い略３０度（＝１８０度／６）から略６
０度（＝１８０度／３）の範囲内で、非通電角度αを設
定することが望ましい。

【００６３】次に、図１（ｂ）に示す位置に回転子磁石
２が停止している状態で電源１２がオン（投入）される
場合の単相ブラシレスモータ１の動作について説明す
る。かかる状態で電源１２がオン（投入）されると、ホ
ール素子７から出力される信号は、前記した図１（ａ）
の場合に対して逆転する。よって、電機子巻線３への通
電方向が図１（ａ）の場合と逆になり、固定子鉄心４の
磁極５に生じる磁束の向きが逆になる。従って、図４に
示すように、図１（ｂ）に示す位置に回転子磁石２が停
止している状態で電源１２がオン（投入）されても、図
１（ａ）の状態から電源１２がオン（投入）された場合
と同様に、回転子磁石２は右方向へ回転する。

【００６４】ここで、図３および図４を参照して、単相
ブラシレスモータ１の回転が低速の場合（起動時は除
く）と高速の場合との挙動の違いについて説明する。低
速時の場合も高速時の場合も基本的には同じ挙動を示す
が、積分回路Ａ，Ｂから出力される略三角形状の電圧波
の周期とピーク電圧とが異なる。これは、高速時の場合
は低速時の場合と比べ、一の磁極境界２ａがホール素子
７を超えてから次の磁極境界２ａがホール素子７を超え
るまでの時間が短いため、積分回路Ａ，Ｂへ充電が行わ
れる時間（周期）が短くなり、それに伴って、ピーク電
圧が低く抑えられるからである。

【００６５】しかし、積分回路Ａ，Ｂからのピーク電圧
が低く抑えられても、それに伴ってピークホールド回路
Ｅおよび分圧回路Ｆから出力される電圧値も低くなるの
で、分圧比が変わらない限り、電機子巻線３への通電を
オフする比率（非通電角度α）は一定である。つまり、
単相ブラシレスモータ１の回転速度に関係なく通電のオ
ンオフ比率を一定に保つことができるのである。よっ
て、高速回転時においては、通電オフの時間を短くして
高出力を得ることができ、モータを高速回転させること
ができると共に、低速回転時においても、回転子磁石２
が所定の位置まで回転すると通電をオフするので、停止
トルクを発生させる通電を解消し、回転効率を向上する
ことができる。

【００６６】次に、本実施例の変形例を説明する。図５
に第１の変形例を示す。図５に示すように、モータ駆動
回路１００は、前記したモータ駆動回路１０（図２参
照）の一部を変形したものであり、単相ブラシレスモー
タ１の基本的な動作は前記した実施例と全く同じであ
る。図５のモータ駆動回路１００では、インバータ１
３，１４を一端が回路接地されたノア回路２０，２１
で、アンド回路１７，１８をノア回路２３，２４で、そ
れぞれ代替している。このように、インバータ１３，１
４とアンド回路１７，１８とで構成されていたロジック
を統一することにより、低コストな基本ゲートを用いる
ことができる。例えば、上記の場合は、ノア回路が４つ
内包されたＣＭＯＳ４００１のＩＣを用いることによ
り、モータ駆動回路１００の製造コストを抑えることが
できる。

【００６７】また、電機子巻線３への通電をオンオフす
る素子をＮＰＮ型のトランジスタＱ３，Ｑ４からＮ−ｃ
ｈ型の電界効果トランジスタＱ５，Ｑ６に変更してい
る。ノア回路２３，２４によって出力論理回路Ｈ２を構
成しており、その出力論理回路Ｈ２の出力端は電界効果
トランジスタＱ５，Ｑ６のゲート端子にそれぞれ接続さ
れている。電界効果トランジスタＱ５，Ｑ６のドレイン
端子は電機子巻線３の端子ａ，ｂにそれぞれ接続され、
ソース端子はそれぞれ回路接地されている。

【００６８】図５のモータ駆動回路１００を前記した実
施例のモータ駆動回路１０と等価にするために、比較回
路Ｇ１のオペアンプ１６の反転入力端子と非反転入力端
子との接続を図２のモータ駆動回路１０とは逆にしたオ
ペアンプ２２で比較回路Ｇ２を構成し、さらに、ノア回
路２０，２１の出力端子とノア回路２３，２４の入力端
子との接続を、図２のモータ駆動回路１０とは逆にして
いる。即ち、加算回路Ｃおよび起動回路Ｄの出力端子を
オペアンプ２２の反転入力端子に、分圧回路Ｆの出力端
子をオペアンプ２２の非反転入力端子にそれぞれ接続
し、さらに、ノア回路２０の出力端子をノア回路２３の
入力端子に、ノア回路２１の出力端子をノア回路２４の
入力端子にそれぞれ接続している。

【００６９】このモータ駆動回路１００により、図１
（ａ）の状態から回転子磁石２が回転を始める場合、図
６に示すようにモータ駆動回路１００は動作する。な
お、各動作の詳細は、前記した実施例と同様であるの
で、その説明は省略する。

【００７０】図７に第２の変形例を示す。図７に示すよ
うに、第２の変形例は、前記した実施例に対して、積分
回路Ａ，Ｂの充電・放電を切り替えるトランジスタＱ
１，Ｑ２をダイオードＤ５，Ｄ４にそれぞれ代替したモ
ータ駆動回路１０１を構成している。即ち、ダイオード
Ｄ５のカソードがインバータ１４の出力端子に、アノー
ドがコンデンサＣ３の一端に接続されるように、ダイオ
ードＤ５を積分回路Ａの抵抗Ｒ４と並列に接続する。積
分回路Ｂ側も同様に、ダイオードＤ４のカソードがイン
バータ１３の出力端子に、アノードがコンデンサＣ４の
一端に接続されるように、ダイオードＤ４を積分回路Ｂ
の抵抗Ｒ３と並列に接続するのである。

【００７１】このモータ駆動回路１０１によれば、例え
ばインバータ１４からＨｉ信号が出力された場合、積分
回路ＡのコンデンサＣ３で充電が開始される。ここで、
ダイオードＤ５のアノード側（コンデンサＣ３側）の電
位がカソード側（インバータ１４側）の電位より高くな
ることはないので、ダイオードＤ５には電流は流れず、
コンデンサＣ３では充電が継続される。一方、インバー
タ１４からＬｏｗ信号が出力された場合、アノード側
（コンデンサＣ３側）の電位がカソード側（インバータ
１４側）の電位より高くなるので、ダイオードＤ５の順
方向に電流が流れ、コンデンサＣ３に蓄えられた電荷が
インバータ１４の回路接地端子（図示せず）によって放
電される。なお、積分回路Ｂの動作も、積分回路Ａと同
様である。

【００７２】単相ブラシレスモータ１の動作は、この図
７に示すモータ駆動回路１０１の場合も、前記した実施
例と全く同様であるので、その説明は省略する。

【００７３】図８に、第３の変形例であるモータ駆動回
路１０２を示す。この第３の変形例（モータ駆動回路１
０２）は、前記した第１の変形例（モータ駆動回路１０
０）に対して、上述した第２の変形例（モータ駆動回路
１０１）を組み合わせたものである。なお、このモータ
駆動回路１０２の動作は、前記した第１変形例と全く同
様であるので、その説明は省略する。

【００７４】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。

【００７５】例えば、本実施例では、磁極位置検出セン
サとしてホール素子７を用いて説明したが、回転子磁石
２の磁極境界２ａを検出できるものであれば、ホール素
子７以外の他の素子を用いるようにしても良い。

【００７６】また、ピークホールド回路Ｅのダイオード
Ｄ２，Ｄ３及び配線Ｗ２，Ｗ３は、両方接続するのでは
なく、いずれか一方のみを接続するようにしても良い。
ピークホールド回路Ｅには、積分回路Ａ，Ｂから出力さ
れた大きい方の電圧が保持され、その保持された電圧が
分圧回路Ｆへ出力されるが、単相ブラシレスモータ１の
通常回転時（起動時および停止時以外）においては、回
転子磁石２の回転速度は急変しないので、積分回路Ａ，
Ｂで充電されてピークホールド回路Ｅへ出力される電圧
値のピークは積分回路Ａ，Ｂ共にほとんど同じである。
よって、積分回路Ａ，Ｂのいずれかから出力された電圧
値のみを保持して、電機子巻線３への通電オフの時間を
設定するようにしても良いのである。かかる構成を採用
すれば、ダイオードＤ２，Ｄ３の一方を省略することが
できるので、その分、モータ駆動回路１０，１００，１
０１，１０２のコストを低減することができるのであ
る。

【００７７】

【発明の効果】請求項１から３のいずれかに記載の単
相ブラシレスモータによれば、磁極位置検出センサは所
定の位置に固設されており、その磁極位置検出センサを
利用して回転周期の所定比率となる時間だけ電機子巻線
への通電をオフする通電制御回路を備えているので、か
かる通電のオンオフは回転子磁石の回転量に応じて定ま
る。よって、回転速度に関係なく通電のオンオフ比率を
一定に保つことができるので、高速回転時においては、
通電オフの時間を短くして高出力を得ることができ、モ
ータを高速回転させることができると共に、低速回転時
においても、回転子磁石が所定の位置まで回転すると通
電をオフするので、停止トルクを発生させる通電を解消
し、回転効率を向上することができるという効果があ
る。

【００７８】請求項４記載の単相ブラシレスモータによ
れば、請求項２又は３記載の単相ブラシレスモータの奏
する効果に加え、更に、ピークホールド回路の出力電圧
は分圧回路によって略６分の１から略３分の１に分圧さ
れて比較回路へ出力されるので、オンオフ回路によって
電機子巻線への通電がオフされる回転量（角度）をモー
タの回転効率が最も良い略３０度（＝１８０度／６）か
ら略６０度（＝１８０度／３）の範囲内に設定すること
ができるという効果がある。

【００７９】請求項５記載の単相ブラシレスモータによ
れば、請求項２から４のいずれかに記載の単相ブラシレ
スモータの奏する効果に加え、更に、通電制御回路は、
単相ブラシレスモータの起動時における所定期間にオン
オフ回路による電機子巻線への通電のオフを禁止する起
動補償回路を備えているので、単相ブラシレスモータの
起動時においても、回転子磁石に始動トルクを発生させ
るために充分な電機子電流を流すことができ、単相ブラ
シレスモータを的確に起動することができるという効果
がある。

【００８０】請求項６記載の単相ブラシレスモータによ
れば、請求項５記載の単相ブラシレスモータの奏する効
果に加え、更に、起動補償回路は、単相ブラシレスモー
タの起動時における所定期間に、充電回路に代わって、
分圧回路の出力電圧より大きな電圧を比較回路へ出力す
る。よって、単相ブラシレスモータの起動時に、オンオ
フ回路によって電機子巻線への通電がオフされるのを禁
止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である単相ブラシレスモー
タの断面図であり、（ａ）は、回転子磁石のＮ極が右側
に位置して停止した状態を示しており、（ｂ）は、回転
子磁石のＮ極が左側に位置して停止した状態を示してい
る。

【図２】モータ駆動回路の回路図である。

【図３】図１（ａ）の状態から始動する場合の単相ブ
ラシレスモータおよびモータ駆動回路の動作状態を示し
た図である。

【図４】図１（ｂ）の状態から始動する場合の単相ブ
ラシレスモータおよびモータ駆動回路の動作状態を示し
た図である。

【図５】第１の変形例のモータ駆動回路の回路図であ
る。

【図６】第１の変形例のモータ駆動回路によって、図
１（ａ）の状態から始動する場合の単相ブラシレスモー
タおよびモータ駆動回路の動作状態を示した図である。

【図７】第２の変形例のモータ駆動回路の回路図であ
る。

【図８】第３の変形例のモータ駆動回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１単相ブラシレスモータ２回転子磁石２ａ磁極境界３電機子巻線４固定子鉄心５固定子鉄心の磁極６，９切り欠け７ホール素子（磁極位置検出センサ）１０モータ駆動回路（通電制御回路）Ａ積分回路（（第１）充電回路）Ｂ積分回路（（第２）充電回路）Ｄ起動回路（起動補償回路）Ｅピークホールド回路Ｆ分圧回路Ｇ１，Ｇ２比較回路Ｈ１，Ｈ２出力論理回路（オンオフ回路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電機子巻線が巻回された固定子鉄心と、
回転子磁石とを備え、その回転子磁石がロック位置から
所定の偏角をもって停止するように構成された単相ブラ
シレスモータにおいて、前記回転子磁石の磁極を検出する１つの磁極位置検出セ
ンサと、前記回転子磁石の磁極境界がその磁極位置検出センサを
通過することを契機として前記電機子巻線への通電を一
旦オフすると共に、その通電のオフ後に前記回転子磁石
が所定量回転することを契機として前記電機子巻線への
通電を前回の通電方向とは逆方向に再開する通電制御回
路とを備えていることを特徴とする単相ブラシレスモー
タ。
【請求項２】前記通電制御回路は、前記回転子磁石の
磁極境界が前記磁極位置検出センサを通過することを契
機として充電を開始する充電回路と、その充電回路の最
大電圧を保持するピークホールド回路と、そのピークホ
ールド回路の出力電圧を所定の比率で分圧する分圧回路
と、その分圧回路の出力電圧と前記充電回路の出力電圧
との大小を比較する比較回路と、その比較回路による比
較の結果、前記充電回路の出力電圧が前記分圧回路の出
力電圧より小さい場合に前記電機子巻線への通電をオフ
し、前記充電回路の出力電圧が前記分圧回路の出力電圧
より大きい場合に前記電機子巻線への通電をオンするオ
ンオフ回路とを備えていることを特徴とする請求項１記
載の単相ブラシレスモータ。
【請求項３】前記充電回路は、前記回転子磁石の一方
の磁極境界が前記磁極位置検出センサを通過することを
契機として充電を開始する一方、その充電した電荷を前
記回転子磁石の他方の磁極境界が前記磁極位置検出セン
サを通過することを契機として放電する第１充電回路
と、前記回転子磁石の他方の磁極境界が前記磁極位置検
出センサを通過することを契機として充電を開始する一
方、その充電した電荷を前記回転子磁石の一方の磁極境
界が前記磁極位置検出センサを通過することを契機とし
て放電する第２充電回路とを備えており、前記ピークホールド回路は、前記第１又は第２充電回路
の放電前の最大電圧を保持すると共に、前記オンオフ回路は、前記比較回路による比較の結果、
前記第１及び第２充電回路の出力電圧が前記分圧回路の
出力電圧より小さい場合に前記電機子巻線への通電をオ
フする一方、前記第１充電回路の出力電圧が前記分圧回
路の出力電圧より大きい場合に前記電機子巻線への通電
を正方向にオンし、前記第２充電回路の出力電圧が前記
分圧回路の出力電圧より大きい場合に前記電機子巻線へ
の通電を逆方向にオンすることを特徴とする請求項２記
載の単相ブラシレスモータ。
【請求項４】前記分圧回路は、前記ピークホールド回
路の出力電圧を略６分の１から略３分の１に分圧して前
記比較回路へ出力することを特徴とする請求項２又は３
記載の単相ブラシレスモータ。
【請求項５】前記通電制御回路は、前記単相ブラシレ
スモータを確実に起動させるため、その起動時における
所定期間に前記オンオフ回路による前記電機子巻線への
通電のオフを禁止する起動補償回路を備えていることを
特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の単相ブラ
シレスモータ。
【請求項６】前記起動補償回路は、前記単相ブラシレ
スモータの起動時における所定期間に、前記充電回路に
代わって、前記比較回路へ前記分圧回路の出力電圧より
大きな電圧を出力することを特徴とする請求項５記載の
単相ブラシレスモータ。