JP2001346395A - Brushless motor and rotation controller for brushless motor - Google Patents

Brushless motor and rotation controller for brushless motor

Info

Publication number
JP2001346395A
JP2001346395A JP2000162479A JP2000162479A JP2001346395A JP 2001346395 A JP2001346395 A JP 2001346395A JP 2000162479 A JP2000162479 A JP 2000162479A JP 2000162479 A JP2000162479 A JP 2000162479A JP 2001346395 A JP2001346395 A JP 2001346395A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brushless motor
stator
control device
voltage
rotation control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000162479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3715179B2 (en
Inventor
Toshihiro Hotta
敏博 堀田
Minoru Imazato
実 今里
Kenji Kino
健二 木野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
J Morita Manufaturing Corp
Original Assignee
J Morita Manufaturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Morita Manufaturing Corp filed Critical J Morita Manufaturing Corp
Priority to JP2000162479A priority Critical patent/JP3715179B2/en
Priority to DE10125646A priority patent/DE10125646A1/en
Publication of JP2001346395A publication Critical patent/JP2001346395A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3715179B2 publication Critical patent/JP3715179B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation controller for a brushless motor which causes currents to flow into a plurality of sensors only by connecting two signal conductors, and takes position signals out in order, in spite of its simple structure. SOLUTION: A position detector 18 is formed by combining an impedance converting circuit portion 11 composed by connecting a plurality of Hall elements fitted to a stator and connected in parallel with one another, in series to a reference impedance element, and bypass-connecting selective impedance elements which have different values respectively and are disconnected or connected by on/off operation of Hall elements by the magnetic fields of the rotor, to respective Hall elements, a voltage discriminating circuit portion 12 for discriminating output voltages of the converting portion 11, and a logical sum circuit portion 13 which finds the logical sum of the output voltages from the discriminating portion 12 and outputs a position signal of the rotor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医科あるいは歯科
などで用いられる小形のブラシレスモータの回転制御装
置及びブラシレスモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small brushless motor rotation control device and a brushless motor used in medicine or dentistry.

【0002】[0002]

【従来の技術】直流モータからブラシや整流子などの機
械的な接触部品を取り除き、それらの代わりに電子的な
整流機構を備えたブラシレスモータが、近時において
は、医科あるいは歯科などで用いられる小型の切削工具
などに広く使用されている。
2. Description of the Related Art A brushless motor provided with an electronic commutation mechanism, which removes mechanical contact parts such as a brush and a commutator from a DC motor, has recently been used in medicine or dentistry. Widely used for small cutting tools.

【0003】一般に、この種のブラシレスモータでは、
固定子に巻装された複数相のコイルを通電して回転磁界
を形成することによって、永久磁石で構成された回転子
を回転させているが、回転子の回転位置を検出するた
め、ホール素子などで構成された複数の位置センサが使
用されている。
Generally, in this type of brushless motor,
The rotor composed of permanent magnets is rotated by energizing coils of a plurality of phases wound on the stator to form a rotating magnetic field, but the Hall element is used to detect the rotational position of the rotor. There are used a plurality of position sensors composed of a plurality of position sensors.

【0004】そして、このような位置センサは、回路構
成上、同一の回路基板上に実装されたり、1つのブロッ
クとしてまとめて構成されているのが通例であるが、セ
ンサのそれぞれが信号出力端子を備えているため、通電
端子、共通端子以外に、センサ数に応じた信号出力端子
を導出させている。
In general, such a position sensor is mounted on the same circuit board in terms of circuit configuration, or is generally configured as one block, but each of the sensors has a signal output terminal. Therefore, signal output terminals according to the number of sensors are derived in addition to the energizing terminals and the common terminals.

【0005】そのため、これらの端子の数に応じた信号
線が必要とされ、位置センサの数が増大すると、信号線
も多くなって配線が複雑化し、組み立て時の作業性、操
作性、信頼性を低下させる要因になっている。
[0005] Therefore, signal lines corresponding to the number of these terminals are required. When the number of position sensors increases, the number of signal lines also increases, complicating the wiring, and operability, operability, and reliability during assembly. It is a factor that lowers.

【0006】図10は、3つの位置検出センサS#1〜
S#3を1つのブロックにまとめたものを示しており、
それぞれのセンサに設けた通電端子Tv、共通端子Tc
は、いずれも共通に接続されているが、それぞれのセン
サの信号出力端子T1〜T3は、そのまま導出されてい
るため、通電ライン、共通ライン以外にも、そのセンサ
の数に応じた3本の信号線が必要とされ、他の信号処理
部など結線する場合、5本の信号線が必要となり、セン
サ信号の処理のために3つの信号入力ポートが必要にな
っている。
FIG. 10 shows three position detection sensors S # 1-S # 1.
S # 3 is shown in one block.
Energizing terminal Tv, common terminal Tc provided for each sensor
Are connected in common, but since the signal output terminals T1 to T3 of the respective sensors are derived as they are, in addition to the energizing line and the common line, three signals according to the number of the sensors are provided. When signal lines are required and other signal processing units are connected, five signal lines are required, and three signal input ports are required for processing sensor signals.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数のセン
サを設けた従来のセンサ回路部が、以上のようにセンサ
の数が増えるほど、信号線の数も増大して、配線が複雑
になっているのに鑑みてなされたもので、その目的は、
簡単な構造でありながら、2線の信号線を接続するだけ
で複数のセンサに通電を行って、位置信号を順次取り出
すことができるブラシレスモータの回転制御装置及びブ
ラシレスモータを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the conventional sensor circuit section provided with a plurality of sensors increases the number of signal lines as the number of sensors increases as described above. It was made in view of the fact that
An object of the present invention is to provide a brushless motor rotation control device and a brushless motor, which have a simple structure, can supply current to a plurality of sensors simply by connecting two signal lines, and can sequentially extract position signals. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のブラシ
レスモータの回転制御装置は、回転磁界を生成するため
の電圧を印加させるコイルを有した回転子と、電圧を印
加させる固定子と、この固定子の各相に対応して配設さ
れた複数のホール素子を含んだ位置検出回路とを備えた
ブラシレスモータの回転制御装置であって、上記位置検
出回路は、それぞれのホール素子のオン動作によって、
相互に並列に付加接続される値の異なる選択インピーダ
ンス素子を、上記ホール素子のオン、オフ動作に応じ
て、基準インピーダンス素子に選択的に接続させて、そ
の合成インピーダンスを可変させる構成にしたインピー
ダンス変換回路部と、上記複数のホール素子のオフ、オ
ンの組み合わせの動作パターンを識別するため、複数の
しきい値が設定され、上記インピーダンス変換回路部の
出力電圧を判別するための電圧判別回路部と、上記複数
のホール素子のオフ、オン動作を、上記固定子に印加さ
れる相電圧の相順変化に同期させて検出するため、上記
電圧判別回路部からの出力電圧の論理和をとる論理和回
路部とを組み合わせて構成されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a brushless motor rotation control device comprising: a rotor having a coil for applying a voltage for generating a rotating magnetic field; a stator for applying a voltage; A position detection circuit including a plurality of Hall elements disposed corresponding to each phase of the stator, wherein the position detection circuit turns on each of the Hall elements. By action
An impedance converter having a configuration in which selective impedance elements having different values additionally connected in parallel to each other are selectively connected to a reference impedance element in accordance with the on / off operation of the Hall element, thereby varying the combined impedance. A circuit unit, and a plurality of thresholds are set to identify an operation pattern of a combination of off and on of the plurality of Hall elements, and a voltage discrimination circuit unit for discriminating an output voltage of the impedance conversion circuit unit. An OR operation for calculating an OR operation of the output voltages from the voltage discriminating circuit unit in order to detect an OFF operation and an ON operation of the plurality of Hall elements in synchronization with a phase sequence change of a phase voltage applied to the stator. It is characterized by being configured in combination with a circuit unit.

【0009】この回転制御装置の特徴とする位置検出回
路が備えるインピーダンス変換回路部は、固定子には各
相に対応した複数のホール素子を並列に配設しており、
回転子の回転に伴って変化するこの固定子のオフ、オン
の組み合わせの動作パターンを検出した信号を2本の信
号線で電圧判別回路部へ伝達するため、ホール素子がオ
ンしたときに接続付加される選択インピーダンス素子の
インピーダンス値を異ならせている。
In the impedance conversion circuit section provided in the position detection circuit which is a feature of this rotation control device, a plurality of Hall elements corresponding to each phase are arranged in parallel on a stator.
A signal that detects the operation pattern of the combination of OFF and ON of the stator, which changes with the rotation of the rotor, is transmitted to the voltage discriminating circuit via two signal lines, so connection is added when the Hall element is turned on. The impedance values of the selected impedance elements to be used are made different.

【0010】電圧判別回路部は、ホール素子のオフ、オ
ンの組み合わせの動作パターンに応じて変化する電圧レ
ベルの変化を検出するために、複数のしきい値を設けて
いる。
[0010] The voltage discriminating circuit section is provided with a plurality of threshold values for detecting a change in voltage level that changes in accordance with an operation pattern of a combination of off and on of the Hall element.

【0011】ホール素子は、例えば、スイッチング素子
としてホールスイッチを構成しており、固定子を三相コ
イルで構成する場合には、磁極対当たり6通りのオフ、
オンの組み合わせの動作パターンがある。
The Hall element constitutes, for example, a Hall switch as a switching element. In the case where the stator is constituted by a three-phase coil, six types of off-states are provided for each magnetic pole pair.
There is an operation pattern of a combination of ON.

【0012】電圧判別回路部によって判別される出力電
圧は、ホール素子のオフ、オンの組み合わせの動作パタ
ーンを識別するのみで、複数のホール素子のどれがオ
ン、どれがオフになっているかが判別できない。したが
って、この電圧判別回路部の電圧出力だけでは、モータ
の回転制御に利用できない。
The output voltage determined by the voltage determination circuit section only identifies the operation pattern of the combination of off and on of the Hall element, and determines which of the plurality of Hall elements is on and which is off. Can not. Therefore, the voltage output of the voltage discriminating circuit alone cannot be used for controlling the rotation of the motor.

【0013】そこで、論理和回路部を設けて電圧判別回
路部の電圧出力の論理和を求めて、ホール素子のオフ、
オン動作を検出する構成にしている。そのため論理和回
路部では、電圧判別回路部からの出力電圧のうち、予め
設定されているホール素子の固定子上の電気角に応じた
配設位置と、固定子に加える印加電圧の相順変化を考慮
して、論理和をとる出力電圧を設定して、位置検出電
圧、つまり、位置信号を得ている。
Therefore, an OR circuit is provided to calculate the OR of the voltage output of the voltage discriminating circuit to turn off the Hall element,
It is configured to detect the ON operation. Therefore, in the OR circuit section, of the output voltage from the voltage discriminating circuit section, the arrangement position according to the electrical angle of the Hall element on the stator set in advance and the phase sequence change of the applied voltage applied to the stator are changed. In consideration of the above, an output voltage to be ORed is set to obtain a position detection voltage, that is, a position signal.

【0014】位置検出回路によって得られた位置信号
は、固定子に加えられる相電圧の信号とともに、コイル
駆動回路部に送られ、モータの回転制御がなされる。
The position signal obtained by the position detection circuit is sent to the coil drive circuit together with the signal of the phase voltage applied to the stator, and the rotation of the motor is controlled.

【0015】こうして、この回転制御装置によれば、ブ
ラシレスモータの固定子の通電回路基板には、ホール素
子と選択インピーダンス素子とを実装するだけでよく、
構造が簡単になり、よりブラシレスモータの小型化を図
ることができる。また、インピーダンス変換回路部、つ
まり、固定子から導出される信号線は2本で済ませるこ
とができる。
Thus, according to this rotation control device, it is only necessary to mount the Hall element and the selective impedance element on the energized circuit board of the stator of the brushless motor.
The structure is simplified, and the size of the brushless motor can be further reduced. In addition, the impedance conversion circuit unit, that is, two signal lines derived from the stator can be used.

【0016】請求項2に記載のブラシレスモータの回転
制御装置は、請求項1に記載のブラシレスモータの回転
制御装置において、上記電圧判別回路部は、予め予定さ
れるホール素子のオフ、オンの組み合わせの動作パター
ンのしきい値と、短絡、断線を識別するためのしきい値
とを設定可能にしていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotation control device for a brushless motor according to the first aspect, wherein the voltage discriminating circuit is a combination of a predetermined off-state and an on-state of a Hall element. And a threshold value for discriminating between a short circuit and a disconnection.

【0017】この回転制御装置においては、電圧判別回
路部は複数のしきい値を設定したマルチレベル型ウイン
ドコンパレータで構成され、3つのホール素子によって
6種類のオフ、オンの組み合わせの動作パターンがある
場合には、それに短絡、断線のパターンを加えて、全体
で8つの動作パターンが検出できる。
In this rotation control device, the voltage discriminating circuit section is constituted by a multi-level window comparator in which a plurality of threshold values are set, and there are six types of off-on operation patterns by three Hall elements. In such a case, a total of eight operation patterns can be detected by adding a short-circuit and a disconnection pattern thereto.

【0018】請求項3に記載のブラシレスモータの回転
制御装置は、請求項1〜2のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、上記固定子は、通電
回路基板を有し、この通電回路基板に、上記選択インピ
ーダンス素子と、上記ホール素子を内蔵したホールスイ
ッチとをピン付け実装した構造にしていることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotation control device for a brushless motor according to any one of the first to second aspects, wherein the stator has an energized circuit board. The circuit board is characterized in that the selective impedance element and the Hall switch having the built-in Hall element are pinned and mounted on a circuit board.

【0019】この回転制御装置においては、固定子にお
いて、選択インピーダンス素子と、ホール素子を内蔵し
たホールスイッチとは、いずれもそれぞれから導出され
た接続ピンを、通電回路基板に形成したホールより突出
させ、半田付け実装した構造にしているので、コイル成
型時やオートクレーブ時に不良発生することが少ない。
In this rotation control device, in the stator, each of the selection impedance element and the hole switch having a built-in Hall element causes connection pins derived therefrom to protrude from a hole formed in the energized circuit board. Since the structure is mounted by soldering, there is little occurrence of defects during coil molding or autoclave.

【0020】請求項4に記載のブラシレスモータの回転
制御装置は、請求項1〜3のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、上記基準インピーダ
ンス素子及び上記選択インピーダンス素子が抵抗器であ
って、上記固定子が三相の場合に、上記選択インピーダ
ンス素子の異なる抵抗値の比率を、1:1.6〜2.
2:4〜5としていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rotation control apparatus for a brushless motor according to any one of the first to third aspects, the reference impedance element and the selection impedance element are resistors. When the stator has three phases, the ratio of the different resistance values of the selected impedance element is set to 1: 1.6 to 2.
2: 4 to 5.

【0021】回転制御装置は、異なる抵抗値の適正な比
率を実験値により明確にしているので、本発明の効果を
発揮する回転制御装置を容易に製造することができる。
Since the rotation control device clarifies the appropriate ratio of different resistance values by experimental values, a rotation control device exhibiting the effects of the present invention can be easily manufactured.

【0022】請求項5に記載のブラシレスモータの回転
制御装置は、請求項1〜4のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、上記電圧判別回路
部、上記論理和回路部をマイクロコンピュータで構成し
たことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotation control device for a brushless motor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the voltage discriminating circuit unit and the OR circuit unit are microcomputers. It is characterized by comprising.

【0023】したがって、制御装置をコンパクトにする
ことができる。
Therefore, the control device can be made compact.

【0024】請求項6に記載のブラシレスモータは、請
求項1〜5のいずれかに記載のブラシレスモータの回転
制御装置によって回転制御されるブラシレスモータであ
って、上記ブラシレスモータの内部に、上記複数のホー
ル素子と上記選択インピーダンス素子とを実装している
ことを特徴とする。
A brushless motor according to a sixth aspect of the present invention is a brushless motor whose rotation is controlled by the brushless motor rotation control device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the plurality of brushless motors are provided inside the brushless motor. Characterized in that the Hall element and the selective impedance element described above are mounted.

【0025】本発明の回転制御装置を用いる場合、複数
のホール素子と選択インピーダンス素子とを固定子に設
ければ、ブラシレスモータの固定子の構造が簡単にな
り、また、この固定子からの信号線の本数も2本とする
ことができるが、このブラシレスモータは、その効果を
発揮させたものである。
In the case where the rotation control device of the present invention is used, if a plurality of Hall elements and selective impedance elements are provided on the stator, the structure of the stator of the brushless motor is simplified, and signals from the stator are also provided. The number of wires can also be two, but this brushless motor exerts its effect.

【0026】しかしながら、これらの複数のホール素子
と選択インピーダンス素子は、固定子に限らず、ブラシ
レスモータの内部のいずれに設けてもよく、その場合に
も、必要な部品の点数が少ないので、ブラシレスモータ
の構造が簡単になる。
However, the plurality of Hall elements and the selective impedance element may be provided not only in the stator but also in the inside of the brushless motor. In such a case, the number of necessary parts is small, The structure of the motor is simplified.

【0027】請求項7に記載のブラシレスモータは、請
求項1〜5のいずれかに記載のブラシレスモータの回転
制御装置によって回転制御されるブラシレスモータであ
って、上記ブラシレスモータを接続するためのチューブ
接続部の内部、あるいは、上記ブラシレスモータと上記
チューブ接続部との間に設けられるアダプタ−の内部の
いずれかに、上記複数のホール素子と上記選択インピー
ダンス素子とを実装していることを特徴とする。
A brushless motor according to a seventh aspect is a brushless motor whose rotation is controlled by the brushless motor rotation control device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a tube for connecting the brushless motor is provided. The plurality of Hall elements and the selective impedance element are mounted on the inside of a connection part or on the inside of an adapter provided between the brushless motor and the tube connection part. I do.

【0028】上述した複数のホール素子と選択インピー
ダンス素子は、ブラシレスモータの内部に限られず、そ
の付近であるチューブ接続部にも設けることができ、そ
の場合にも、必要な部品の点数が少ないので、そのチュ
ーブ接続部の構造が簡単になる。
The plurality of Hall elements and the selective impedance element described above are not limited to the inside of the brushless motor, but can also be provided at the tube connection near the motor. In such a case, the number of necessary parts is small. The structure of the tube connection is simplified.

【0029】また、更に、ブラシレスモータと上記チュ
ーブ接続部との間に設けられるアダプタ−の内部にも設
けることができ、この場合には、このアダプタ−の構造
が簡単になると共に、従来のブラシレスモータであって
も、このアダプターを付加することで本発明の複数のホ
ール素子と上記選択インピーダンス素子を付加すること
ができ、本発明の回転制御装置を適用することができる
ようになる。
Further, the adapter can be provided inside an adapter provided between the brushless motor and the tube connecting portion. In this case, the structure of the adapter can be simplified and the conventional brushless motor can be provided. Even in the case of a motor, by adding this adapter, a plurality of Hall elements of the present invention and the above-described selective impedance element can be added, and the rotation control device of the present invention can be applied.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明について詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0031】図1は、本発明のブラシレスモータの回転
制御装置の基本構成を概念的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a basic configuration of a rotation control device for a brushless motor according to the present invention.

【0032】この回転制御装置20は、回転子、固定子
(後述)より構成され、また、制御的にはインピーダン
ス変換回路部11を構成するブラシレスモータ10、こ
のブラシレスモータ10から2本の信号線2faによっ
て、電圧信号を受けて、その電圧レベルの変化を検出す
る電圧判別回路部12、この電圧判別回路部12から判
別信号を受けて、ブラシレスモータ10の回転子の位置
信号を算出する論理和回路部13、この論理和回路部1
3から位置信号を受けて、ブラシレスモータ10の固定
子に設けられたコイルを駆動するコイル駆動回路部15
を備えている。
The rotation control device 20 is composed of a rotor and a stator (to be described later). The brushless motor 10 constituting the impedance conversion circuit section 11 in terms of control, and two signal lines from the brushless motor 10 2fa, receives a voltage signal and detects a change in the voltage level. A voltage discriminating circuit unit 12 receives a discriminating signal from the voltage discriminating circuit unit 12, and calculates a logical position signal of a rotor of the brushless motor 10. The circuit unit 13 and the OR circuit unit 1
3, a coil drive circuit unit 15 that drives a coil provided on a stator of the brushless motor 10 in response to a position signal
It has.

【0033】ブラシレスモータ10の固定子を三相とし
て構成する場合、この固定子にはコイルは、この実施例
の場合、3巻設けられ、この3巻のコイルに駆動電流を
送る3本の駆動線2fbが、ブラシレスモータ10とコ
イル駆動回路部15を接続している。
In the case where the stator of the brushless motor 10 is configured as a three-phase coil, the stator is provided with three coils in this embodiment, and three driving coils for sending a driving current to the three coils are provided. The line 2fb connects the brushless motor 10 and the coil drive circuit unit 15.

【0034】このような回転制御装置20は、詳細は後
述するが、ブラシレスモータ10の固定子には複数のホ
ール素子、つまり、回転子の位置センサを設けている
が、信号線2faは2本だけでよく、この2本の信号線
2faからの信号を電圧判別回路部12、論理和回路部
13で処理することにより、回転子の位置信号を得て、
これによりコイル駆動回路部15で、三本の駆動線2f
bによって、固定子のコイルに駆動電流を送り、ブラシ
レスモータ10の回転を制御している。
The rotation control device 20 has a plurality of Hall elements, that is, a position sensor of the rotor, provided on the stator of the brushless motor 10 as will be described in detail later. The signals from the two signal lines 2fa are processed by the voltage discriminating circuit unit 12 and the OR circuit unit 13 to obtain a rotor position signal.
As a result, the three drive lines 2f
By b, a drive current is sent to the coil of the stator, and the rotation of the brushless motor 10 is controlled.

【0035】つまり、固定子の相数に拘わらずに、信号
線2faは2本で済み、駆動線2fbは相数に応じた本
数となり、三相の場合に、ブラシレスモータ10、つま
り、固定子に必要な入出力線は、5本で済むこととな
る。
That is, irrespective of the number of phases of the stator, only two signal lines 2fa are required, and the number of drive lines 2fb is the number corresponding to the number of phases. In the case of three phases, the brushless motor 10, ie, the stator Requires only five input / output lines.

【0036】なお、上述のインピーダンス変換回路部1
1、電圧判別回路部12、論理和回路部13を、位置検
出回路18としてまとめ、この内、電圧判別回路部12
と論理和回路部13とは、マイクロコンピュータ19で
構成出来るので、制御装置をコンパクトにすることがで
きる。
The above-described impedance conversion circuit 1
1. The voltage discriminating circuit section 12 and the OR circuit section 13 are integrated as a position detecting circuit 18, and the voltage discriminating circuit section 12
Since the and OR circuit unit 13 can be constituted by the microcomputer 19, the control device can be made compact.

【0037】図2は、位置検出回路を組み込んだ本発明
のブラシレスモータの回転制御装置の要部概略構成を示
すブロック図である。既に説明した部分と同じ部分に
は、同じ符号を付して重複説明を省略する。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of a rotation control device of a brushless motor according to the present invention in which a position detection circuit is incorporated. The same parts as those already described are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0038】位置検出回路18は、インピーダンス変換
回路部11と、電圧判別回路部12、論理和回路部13
を含んで構成される。
The position detection circuit 18 includes an impedance conversion circuit section 11, a voltage discrimination circuit section 12, and an OR circuit section 13.
It is comprised including.

【0039】ここに、インピーダンス変換回路部11
は、3つのホールスイッチHu,Hv,Hwに対応させ
て、選択インピーダンス素子として設けた抵抗値の異な
る3つの抵抗素子Ru,Rv,Rwを、それぞれに対応
したホール素子のオン、オフ動作に応じて、互いに並列
に接断させることによって選択インピーダンス素子R
u,Rv,Rwの並列合成抵抗を可変させる構成として
おり、これによって、インピーダンス変換回路部11か
ら電圧判別回路部12に入力される電圧信号のレベルV
h(基準インピーダンス素子と選択インピーダンス素子
の並列合成回路とによって構成される回路の選択インピ
ーダンスの並列回路の分担電圧となる)を、ホール素子
のオン、オフの組み合わせパターンに応じて変化させて
いる。
Here, the impedance conversion circuit 11
Corresponds to three Hall switches Hu, Hv, and Hw, and three resistance elements Ru, Rv, and Rw having different resistance values provided as selective impedance elements are turned on / off operations of the corresponding Hall elements. And by connecting and disconnecting in parallel with each other, the selective impedance element R
u, Rv, and Rw are configured to vary the parallel combined resistance, whereby the level V of the voltage signal input from the impedance conversion circuit unit 11 to the voltage determination circuit unit 12 is adjusted.
h (which is a voltage shared by the parallel circuit of the selection impedance of the circuit constituted by the reference impedance element and the parallel synthesis circuit of the selection impedance element) is changed in accordance with the combination pattern of turning on and off the Hall element.

【0040】なお、実際には、ホール素子がオン、オフ
するのではなく、このホール素子の出力を受けて、ホー
ルスイッチに内蔵されるトランジスタで構成されたスイ
ッチ素子がオン、オフするものである。
It is to be noted that, in practice, instead of turning on and off the Hall element, a switch element formed of a transistor built in the Hall switch is turned on and off in response to the output of the Hall element. .

【0041】図2では、固定子に三相回転磁界を印加し
て回転子を回転させる例を想定しており、3個のホール
素子が固定子上で電気角に応じて配置されているので、
3つのホールスイッチHu,Hv,Hwは、すべてがオ
ン、あるいは、すべてがオフになる2つの組み合わせパ
ターンは取り得ず、回転子の回転位置に応じて、図3
(b)に示したように6通りの組み合わせパターンに変
化する。
In FIG. 2, it is assumed that the rotor is rotated by applying a three-phase rotating magnetic field to the stator. Since three Hall elements are arranged on the stator in accordance with the electrical angle, ,
The three Hall switches Hu, Hv, and Hw cannot take two combination patterns in which all are turned on or all are turned off.
As shown in (b), the combination pattern changes to six types.

【0042】電圧判別回路部12は、10個のコンパレ
ータCP1〜CP10を並列に接続したマルチレベルウ
インドコンパレータを構成しており、それぞれのコンパ
レータCP1〜CP10の基準入力端子には、別の定電
圧電源に9つの抵抗R1〜R9を直列に接続して構成さ
れた分圧回路によって規定される5つの基準電圧Vh1
〜Vh5(Vh1〜Vh5は、図4に示すように、順次
大きい値に設定されている)が入力されており、他方の
信号入力端子は共通に接続されて、上記したインピーダ
ンス変換回路部11からの電圧信号Vhを入力してい
る。
The voltage discriminating circuit section 12 constitutes a multi-level window comparator in which ten comparators CP1 to CP10 are connected in parallel, and a reference input terminal of each of the comparators CP1 to CP10 has another constant voltage power supply. , Five reference voltages Vh1 defined by a voltage dividing circuit configured by connecting nine resistors R1 to R9 in series.
To Vh5 (Vh1 to Vh5 are sequentially set to larger values as shown in FIG. 4), and the other signal input terminals are connected in common. Is input.

【0043】また、10個のコンパレータCP1〜CP
10の出力端子は、後述する論理和回路部13に入力さ
れて、3つのホールスイッチHu,Hv,Hwのオン、
オフ信号が固定子に印加される相電圧の相順変化に対応
して論理和をとるようになっている。
Also, ten comparators CP1 to CP
An output terminal 10 is input to an OR circuit unit 13 to be described later to turn on three Hall switches Hu, Hv, and Hw.
The off signal is ORed in accordance with a phase sequence change of the phase voltage applied to the stator.

【0044】ずなわち、論理和回路部13は、3つのO
RゲートOR1〜OR3を組み合わせて構成されてお
り、それぞれのゲートOR1〜OR3には、3つのホー
ルスイッチHu,Hv,Hwのオン、オフ動作を、固定
子に加えられる相電圧の相順変化に応じた動作に復調す
るようになっている。
That is, the OR circuit section 13 has three Os
R gates OR1 to OR3 are combined, and each of the gates OR1 to OR3 performs on / off operations of three Hall switches Hu, Hv, and Hw based on a phase sequence change of a phase voltage applied to the stator. Demodulation is performed according to the operation.

【0045】この場合、論理和をとる対象とされる組み
合わせパターンは、3つのホールスイッチHu,Hv,
Hwのオン、またはオフ動作に注目して規定され、例え
ば、オフ動作に注目すると、ホールスイッチHuについ
ては、電圧判別回路部12がパターン1と2と6を検知
した出力の論理和がとられ、ホールスイッチHvについ
ては,電圧判別回路部12がパターン4と5と6を検知
した出力の論理和がとられ、ホールスイッチHwについ
ては、電圧判別回路部12がパターン2と3と4を検知
した出力の論理和がとられ、3つのホールスイッチH
u,Hv,Hwに内蔵したホール素子のオン、オフ動作
が復調される。
In this case, the combination pattern to be ORed is composed of three Hall switches Hu, Hv,
Hw is specified by focusing on or off operation. For example, when focusing on off operation, for the Hall switch Hu, the logical OR of the outputs of the voltage discriminating circuit unit 12 detecting the patterns 1, 2 and 6 is obtained. For the Hall switch Hv, the output of the voltage discriminating circuit unit 12 detecting the patterns 4, 5, and 6 is ORed, and for the Hall switch Hw, the voltage discriminating circuit unit 12 detects the patterns 2, 3, and 4. OR of the output is calculated, and three Hall switches H
The on / off operation of the hall element built in u, Hv, Hw is demodulated.

【0046】論理和回路部13によって、論理和をとる
べき出力は、ブラシレスモータの構造、つまり回転子の
磁極数や固定子に回転磁界を与えるため印加される電圧
の相パターンによって変化するので、論路和回路部の構
成は、インピーダンス変換回路部、電圧判別回路部の回
路構成に応じて変更されることはいうまでもない。
The output to be ORed by the OR circuit unit 13 varies depending on the structure of the brushless motor, that is, the number of magnetic poles of the rotor and the phase pattern of the voltage applied to apply a rotating magnetic field to the stator. It goes without saying that the configuration of the logical sum circuit unit is changed according to the circuit configurations of the impedance conversion circuit unit and the voltage determination circuit unit.

【0047】なお、14は断線短絡検知回路部であり、
基準電圧Vh0,Vh6(ここに、Vh0<Vh1,V
h6>Vh5)を異ならせた2つのコンパレータCP1
0,CP11を並列に接続して、インピーダンス変換回
路部11からの電圧信号Vhを判別して、ホールスイッ
チHu,Hv,Hwを含むインピーダンス回路部11の
断線、短絡を検知している。
Reference numeral 14 denotes a disconnection short-circuit detecting circuit.
Reference voltages Vh0, Vh6 (where Vh0 <Vh1, V
h6> Vh5) with two different comparators CP1
0 and CP11 are connected in parallel, the voltage signal Vh from the impedance conversion circuit unit 11 is determined, and disconnection and short circuit of the impedance circuit unit 11 including the Hall switches Hu, Hv and Hw are detected.

【0048】ブラシレスモータ10は三相として構成さ
れ、その固定子2には、この例では、3巻のコイルC
u,Cv,Cwが設けられている。
The brushless motor 10 is configured as a three-phase motor.
u, Cv, and Cw are provided.

【0049】電圧判別回路部によって判別される出力電
圧は、ホールスイッチHu,Hv,Hwのオフ、オンの
組み合わせの動作パターンを識別するのみで、複数のホ
ール素子のどれがオン、どれがオフになっているかが判
別できない。したがって、この電圧判別回路部12の電
圧出力Vhだけでは、モータの回転制御に利用できな
い。
The output voltage determined by the voltage determining circuit unit only identifies the operation pattern of the combination of the off and on of the Hall switches Hu, Hv and Hw, and turns on which of the plurality of Hall elements is on and which is off. Cannot be determined. Therefore, the voltage output Vh of the voltage determination circuit unit 12 alone cannot be used for the rotation control of the motor.

【0050】そこで、論理和回路部13を設けて電圧判
別回路部12の出力電圧Vhの論理和をとり、ホールス
イッチHu,Hv,Hwのオフ、オン動作を検出する構
成にしている。そのため論理和回路部13では、電圧判
別回路部12からの出力電圧Vhのうち、予め設定され
ているホールスイッチHu,Hv,Hwの固定子2上の
電気角に応じた配設位置と、固定子に加える印加電圧の
相順変化を考慮して、論理和をとるべき出力電圧Vhを
設定して、位置信号を得ている。
Therefore, a configuration is provided in which an OR circuit section 13 is provided to obtain a logical sum of the output voltages Vh of the voltage discriminating circuit sections 12 to detect the OFF and ON operations of the Hall switches Hu, Hv and Hw. For this reason, in the OR circuit unit 13, among the output voltages Vh from the voltage discriminating circuit unit 12, the arrangement positions of the Hall switches Hu, Hv, and Hw set in advance according to the electrical angle on the stator 2 are determined. The position signal is obtained by setting the output voltage Vh to be ORed in consideration of the phase sequence change of the applied voltage applied to the element.

【0051】位置検出回路18によって得られた位置信
号は、コイル駆動回路部15に送られ、モータの回転制
御がなされる。
The position signal obtained by the position detection circuit 18 is sent to the coil drive circuit section 15 to control the rotation of the motor.

【0052】こうして、この回転制御装置20によれ
ば、ブラシレスモータ10の固定子2には、ホールスイ
ッチHu,Hv,Hw以外には選択インピーダンス素子
Ru,Rv,Rwを設けるだけでよく、構造が簡単にな
り、よりブラシレスモータの小型化を図ることができ
る。また、インピーダンス変換回路部11、つまり、固
定子2から導出される信号線は2本で済ませることがで
きる。
Thus, according to the rotation control device 20, the stator 2 of the brushless motor 10 need only be provided with the selection impedance elements Ru, Rv, and Rw in addition to the Hall switches Hu, Hv, and Hw. The brushless motor can be simplified, and the size of the brushless motor can be further reduced. Further, it is possible to use only two signal lines derived from the impedance conversion circuit unit 11, that is, the stator 2.

【0053】なお、図2において、I(I1〜I6)
は、選択インピーダンス素子Ru,Rv,Rwが3つの
ホールスイッチHu,Hv,Hwに内蔵されたホール素
子が固定子の回転位置に応じてオンしたときに流れる選
択電流Iru,Irv,Irwを合計した合成電流であ
り、2極の回転子に、三相の交流電圧を印加した固定子
によって回転磁界を形成した場合には、前述したよう
に、ホールスイッチHu,Hv,Hwのオン、オフの動
作パターンに対応して、6種類(I1〜I6)の値をと
る。
In FIG. 2, I (I1 to I6)
Is the sum of the selection currents Iru, Irv, Irw that flow when the Hall elements incorporated in the three Hall switches Hu, Hv, Hw are turned on according to the rotation position of the stator, in which the selection impedance elements Ru, Rv, Rw are turned on. When a rotating magnetic field is formed by a stator to which a three-phase AC voltage is applied to a two-pole rotor, as described above, the operation of turning on and off the Hall switches Hu, Hv, and Hw is performed as described above. Six values (I1 to I6) are taken in accordance with the pattern.

【0054】ここに、Voは基準インピーダンス素子R
0の分担電圧であり、VhはホールスイッチHu,H
v,Hwによって並列に選択的に接続される選択インピ
ーダンス素子の並列合成回路の分担電圧(前述したイン
ピーダンス変換回路部11から電圧判別回路部12に出
力される電圧)、Vcはインピーダンス変換回路部に加
わる合成電圧とすると、これらの出力電流I(I1〜I
6)、分担電圧Vo、分担電圧Vh、合成電圧Vcの間
には、以下の関係がある。 Vo = I(I1〜I6)*Ro Vh = Vc - Vo I1 = Rv*Rw*(2*Ion + Ioff + Irv + Irw)/{Rv*Rw + Ro*
(Rv + Rw)} I2 = Rv*(2*Ion + Ioff + Irv)/(Ro + Rv) I3 = Ru*Rv*(2*Ion + Ioff + Iru + Irv)/{Ru*Rv + Ro
*(Ru + Rv)} I4 = Rv*(2*Ion + Ioff + Iru)/(Ro + Ru) I5 = Ru*Rw*(2*Ion + Ioff + Iru + Irw)/{Ru*Rw + Ro
*(Ru + Rw)} I6 = Rw*(2*Ion + Ioff + Irw)/(Ro + Rw) Iru = (Vc - Vo)/Ru Irv = (Vc - Vo)/Rv Irw = (Vc - Vo)/Rw なお、ここでは、「*」で乗算を、「/」で割算を示し
ている。
Here, Vo is the reference impedance element R
0, and Vh is a Hall switch Hu, H
The shared voltage of the parallel combination circuit of the selected impedance elements selectively connected in parallel by v and Hw (the voltage output from the impedance conversion circuit section 11 to the voltage determination circuit section 12) and Vc are transmitted to the impedance conversion circuit section. Assuming a combined voltage to be applied, these output currents I (I1 to I
6) There is the following relationship among the shared voltage Vo, the shared voltage Vh, and the composite voltage Vc. Vo = I (I1 ~ I6) * Ro Vh = Vc-Vo I1 = Rv * Rw * (2 * Ion + Ioff + Irv + Irw) / (Rv * Rw + Ro *
(Rv + Rw)) I2 = Rv * (2 * Ion + Ioff + Irv) / (Ro + Rv) I3 = Ru * Rv * (2 * Ion + Ioff + Iru + Irv) / {Ru * Rv + Ro
* (Ru + Rv)) I4 = Rv * (2 * Ion + Ioff + Iru) / (Ro + Ru) I5 = Ru * Rw * (2 * Ion + Ioff + Iru + Irw) / {Ru * Rw + Ro
* (Ru + Rw)} I6 = Rw * (2 * Ion + Ioff + Irw) / (Ro + Rw) Iru = (Vc-Vo) / Ru Irv = (Vc-Vo) / Rv Irw = (Vc-Vo Here, “*” indicates multiplication and “/” indicates division.

【0055】ここで、Ion,Ioffは、ホールスイ
ッチHu,Hv,Hwの消費電流であって、上式から解
るように、この消費電流Ion,Ioffは、分担電圧
Vhに依存しないこと、及び、選択インピーダンス素子
の電流Iru,Irv,Irwに比べて小さいことが望
ましい。
Here, Ion and Ioff are current consumptions of the Hall switches Hu, Hv and Hw. As can be understood from the above equation, the currents Ion and Ioff do not depend on the shared voltage Vh, and It is desirable that the current is smaller than the currents Iru, Irv, Irw of the selected impedance element.

【0056】図3(a)はインピーダンス変換回路部の
各構成要素の設計例を示す図、(b)は、その設計値に
基づいて設計された2極の回転子に、三相の交流電圧を
印加した固定子によって回転磁界を形成した場合に適用
させたインピーダンス変換回路部に流れる出力電流を、
3つのホールスイッチHu,Hv,Hwのオン、オフ動
作に対応させて示した6つのオン、オフ組み合わせ動作
パターンを示す図である。
FIG. 3A shows a design example of each component of the impedance conversion circuit section, and FIG. 3B shows a three-phase AC voltage applied to a two-pole rotor designed based on the design values. Output current flowing through the impedance conversion circuit unit applied when a rotating magnetic field is formed by the stator to which
It is a figure which shows the six ON / OFF combination operation | movement pattern shown corresponding to the ON / OFF operation | movement of three Hall switches Hu, Hv, Hw.

【0057】図4(a)は電圧判別回路部によって、ホ
ール素子のオン、オフ動作のパターンを識別する動作を
示す図であり、この図では、インピーダンス変換回路部
の出力は、電圧ではなく電流変化として示されている。
なお、Vh1〜Vh5はホール素子の6つの動作パター
ンを判別するためのしきい値、Vh0は短絡、Vh6は
断線を判別するためのしきい値を示している。、(b)
は電圧判別回路部によって出力されるパターン識別信
号、(c)は論理和回路部によって復調された3つのホ
ールスイッチHu,Hv,Hwの復調された出力電圧で
ある。
FIG. 4A is a diagram showing the operation of identifying the ON / OFF operation pattern of the Hall element by the voltage discriminating circuit. In this figure, the output of the impedance conversion circuit is not a voltage but a current. Shown as a change.
Vh1 to Vh5 indicate threshold values for determining six operation patterns of the Hall element, Vh0 indicates a short circuit, and Vh6 indicates a threshold value for determining a disconnection. , (B)
Is a pattern identification signal output by the voltage discriminating circuit, and (c) is a demodulated output voltage of the three Hall switches Hu, Hv, Hw demodulated by the OR circuit.

【0058】論理和回路部13は、この電圧判別回路部
12の出力電圧を、以下の式によって論理和をとって、
その結果として、図4(c)のような出力電圧を位置信
号として出力している。
The OR circuit section 13 performs an OR operation on the output voltage of the voltage discriminating circuit section 12 according to the following equation,
As a result, an output voltage as shown in FIG. 4C is output as a position signal.

【0059】 Hu = V(16) + V(14) + V(1
5) Hv = V(15) + V(11) + V(1
3) Hu = V(13) + V(12) + V(1
6) 図5は、本発明のホールスイッチに内蔵したホール素子
のオフ、オン動作と、回転子と固定子との位置変化の関
係を説明する図であって、回転子1が図に矢印で示すよ
うに、反時計回りに回転するにつれて、ホール素子のオ
ン、オフが変化し、図3(b)のような組み合わせパタ
ーンとなる。
Hu = V (16) + V (14) + V (1
5) Hv = V (15) + V (11) + V (1
3) Hu = V (13) + V (12) + V (1
6) FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the off / on operation of the Hall element incorporated in the Hall switch of the present invention and the change in the position between the rotor and the stator. As shown, as the element rotates in the counterclockwise direction, the on / off state of the Hall element changes, resulting in a combination pattern as shown in FIG.

【0060】本発明では、このようなホール素子のオ
ン、オフの動作パターンを、それぞれのホール素子に対
応して設けた選択インピーダンス素子Ru,Rv,Rw
が、ホール素子のオン動作によって並列に付加接続さ
れ、その並列合成抵抗値が変化することを出力電圧Vh
の変化として検出して更に、電圧判別回路部、論路和回
路部の処理を付加して、それぞれのホール素子のオン、
オフ状態を、固定子に印加される相電圧の相順変化に対
応させて復調させ、この復調されたオン、オフ信号によ
って、固定子に対する回転子の位置を検出してブラシレ
スモータの回転制御に利用している。
According to the present invention, such ON / OFF operation patterns of the Hall elements are determined by selecting impedance elements Ru, Rv, Rw provided corresponding to the respective Hall elements.
Are additionally connected in parallel due to the ON operation of the Hall element, and the change in the parallel combined resistance value is indicated by the output voltage Vh.
And further processing of a voltage discriminating circuit section and a logical sum circuit section is added to turn on each Hall element,
The off state is demodulated in accordance with the phase sequence change of the phase voltage applied to the stator, and the demodulated on / off signal is used to detect the position of the rotor with respect to the stator to control the rotation of the brushless motor. We are using.

【0061】このような本発明では、選択インピーダン
ス素子Ru,Rv,Rwの異なる抵抗値は、ホール素子
がオンすることによって得られる並列合成抵抗値の変化
が、隣接する値に対して十分に識別できる程度に離れて
いることが望ましい。
According to the present invention, the different resistance values of the selective impedance elements Ru, Rv, and Rw are different from the values of the parallel combined resistance values obtained when the Hall element is turned on. It is desirable to be as far away as possible.

【0062】本発明者らの実験結果によれば、それらの
抵抗値の比率を、1:1.6〜2.2:4〜5とするこ
とで十分に実用し得ることが確認されている。
According to the experimental results of the present inventors, it has been confirmed that setting the ratio of the resistance values to 1: 1.6 to 2.2: 4 to 5 can be used sufficiently. .

【0063】図6は、ピン実装された固定子用通電回路
の構造を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the structure of a pin-mounted stator energizing circuit.

【0064】この図で解るように、この回転制御装置に
おいては、固定子2には、選択インピーダンス素子R
u,Rv,Rwと、ホール素子を内蔵したホールスイッ
チHu,Hv,Hwだけを実装すれば足り、非常に簡単
な構造となっている。
As can be seen from this figure, in this rotation control device, the stator 2 has a selective impedance element R
It is sufficient to mount only the u, Rv, and Rw and the Hall switches Hu, Hv, and Hw each having a built-in Hall element, and the structure is very simple.

【0065】また、通電回路基板2dには、これらを実
装するだけでよいので、面実装することなく、選択イン
ピーダンス素子Ru,Rv,Rw、ホールスイッチH
u,Hv,Hwから導出された接続ピンを通電回路基板
2dに形成したホールより突出させ、半田付け実装した
構造にしているので、コイル成型時やオートクレーブ時
に不良発生することが少ない。
Further, since these need only be mounted on the current-carrying circuit board 2d, the selective impedance elements Ru, Rv, Rw and the Hall switch H can be mounted without surface mounting.
Since the connection pins derived from u, Hv, and Hw are made to protrude from the holes formed in the current-carrying circuit board 2d and are mounted by soldering, there is little occurrence of defects during coil molding or autoclave.

【0066】また、この図6にも示すように、この固定
子2の通電回路基板2dからは、選択インピーダンス素
子Ru,Rv,Rw、ホールスイッチHu,Hv,Hw
からの信号線となる2本の端子2fa、三相のコイルの
ための駆動線となる3本の端子2fbの合計5本の端子
2fだけが導出されている。
As shown in FIG. 6, the current-carrying circuit board 2d of the stator 2 is provided with selective impedance elements Ru, Rv, Rw and Hall switches Hu, Hv, Hw.
Only two terminals 2f, which are two signal terminals 2fa serving as signal lines and three terminals 2fb serving as drive lines for three-phase coils, are led out.

【0067】なお、ホールスイッチHu,Hv,Hwの
各符号に「( )」に付記した符号「2b」は、このホ
ールスイッチHu,Hv,Hwを、ハード的な構成部品
として把握して付加した符号である。
The symbol “2b” added to the parentheses “()” of each of the Hall switches Hu, Hv, and Hw is obtained by grasping the Hall switches Hu, Hv, and Hw as hardware components. Sign.

【0068】図7は本発明の固定子の一例を示す一部破
断の外観斜視図である。
FIG. 7 is a partially broken external perspective view showing an example of the stator of the present invention.

【0069】この固定子2は、三相として構成され、ブ
ラシレスモータ10の回転力、つまり回転磁界を発生さ
せるための三巻のコイル2a、回転子1の磁界を検知す
るホールスイッチ2b、この固定子2の内周部を構成す
るボビン2c、このボビン2cの後端(図の右側)に、
この固定子2の長手軸方向に直角方向、つまり外周方向
に円板状に設けられ、端子2fを延出させた通電回路基
板2dで構成され、これらのコイル2a、ホールスイッ
チ2b、ボビン2c、通電回路基板2dなどを樹脂2e
によって、一体樹脂被覆している点を特徴とする。
The stator 2 is formed as a three-phase, three-turn coil 2a for generating the rotating force of the brushless motor 10, ie, a rotating magnetic field, a Hall switch 2b for detecting the magnetic field of the rotor 1, A bobbin 2c constituting an inner peripheral portion of the child 2 and a rear end (right side in the figure) of the bobbin 2c
The stator 2 is provided with a current-carrying circuit board 2d which is provided in a disk shape in a direction perpendicular to the longitudinal axis direction, that is, in the outer circumferential direction, and has terminals 2f extended therefrom. These coils 2a, Hall switches 2b, bobbins 2c, The energized circuit board 2d and the like
Is characterized by being integrally coated with a resin.

【0070】ボビン2cは直円筒であって、その内径
は、回転子1の外径に対して、回転子1の回転に支障の
ない程度の隙間があるように設定され、その外周には、
回転子1の永久磁石に対する回転磁界を発生させるため
のコイル2aが回繞され、その後端には、基板2dが設
けられている。
The bobbin 2c is a right cylinder, and its inner diameter is set so that there is a gap with respect to the outer diameter of the rotor 1 to such an extent that the rotation of the rotor 1 is not hindered.
A coil 2a for generating a rotating magnetic field for the permanent magnet of the rotor 1 is surrounded by a substrate 2d provided at the rear end.

【0071】コイル2aは、プレスコイル作成方法によ
って、ボビン2cの外周に沿うように形成されたもの
で、この例では、このように形成されたコイル2aを、
ボビン2cの外周を3分割するように隣接させて3個回
繞しているが、これは三相ブラシレスモータの場合であ
って、3個に限るものではない。
The coil 2a is formed along the outer periphery of the bobbin 2c by a press coil forming method. In this example, the coil 2a thus formed is
The outer periphery of the bobbin 2c is surrounded by three turns so as to be divided into three, but this is a three-phase brushless motor, and is not limited to three.

【0072】このプレスコイル作成方法とは、銅などの
電気良導体で構成された自己融着電線をボビンレス巻線
器にて巻線し、同時に熱風を当てて電線同志を融着さ
せ、ついでプレス金型に巻線され融着されたコイルをセ
ットして、コイルに電線を流して発熱させ軟化させてか
ら、プレスを行い、所定の形状のコイルを形成する方法
で、このプレス金型の上下にバネが仕込んであって、プ
レス時に一気にプレス圧をかけないように、このバネの
圧力を調整する点を特徴としている。
This press coil making method is to wind a self-fused electric wire composed of a good electric conductor such as copper with a bobbin-less winding machine, and simultaneously apply hot air to fuse the electric wires together. A coil wound and set in a mold is set, and an electric wire is flowed through the coil to generate heat and soften, and then pressed to form a coil having a predetermined shape. A feature is that a spring is provided, and the pressure of the spring is adjusted so as not to apply the pressing pressure at once during pressing.

【0073】このようにすることによって、成形された
コイルの電線に残留応力を残すことなく、所望の形状の
コイル、特に、半径方向に厚みが薄く、また、均一に回
転子を回繞するコイルを形成することができ、外径を小
さくしたいブラシレスモータのコイルとして相応しいコ
イルを得ることができる。
By doing so, a coil having a desired shape, in particular, a coil having a small thickness in the radial direction and uniformly surrounding the rotor can be obtained without leaving any residual stress on the electric wire of the formed coil. Can be formed, and a coil suitable for a brushless motor coil whose outer diameter is desired to be reduced can be obtained.

【0074】また、ホールスイッチ2bは、それ自身耐
熱性があるが、一体樹脂被覆と相まって、耐熱特性が更
に向上し、ブラシレスモータ全体のオートクレーブ殺菌
耐性が更に向上する。また、ホール素子は、磁束が正負
逆転する点で回転子の回転を検知するものなので、磁束
の変化の影響を受けやすいが、その位置も十分考慮さ
れ、コイルの磁界の影響が及びにくいようにしているの
で、ホール素子の機能が十分に発揮される。
The hole switch 2b itself has heat resistance, but in combination with the integral resin coating, the heat resistance is further improved, and the autoclave sterilization resistance of the entire brushless motor is further improved. In addition, the Hall element detects the rotation of the rotor at the point where the magnetic flux reverses, so it is susceptible to changes in the magnetic flux. Therefore, the function of the Hall element is sufficiently exhibited.

【0075】図8は本発明のブラシレスモータの一例を
示す分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of the brushless motor of the present invention.

【0076】このブラシレスモータ10は、ロータ軸1
bに永久磁石1aとその両側に軸受体1c,1fを備え
た回転子1と、この回転子1を回転可能に支承すると共
に、ブラシレスモータ10全体を収容する外ケース4
と、この外ケース4内に収容され、磁性体材料からなる
コア(不図示。)を内蔵したコアユニット3と、このコ
アユニット3内に収容され、コイルを備えた固定子2
と、この固定子2と外ケース4の後方(図の右方)に嵌
め込まれる後ブラケット5と、この後ブラケット5と本
体側との連結部とを連結するための中間ブラケット6か
ら構成されている。
The brushless motor 10 has a rotor shaft 1
b, a rotor 1 having a permanent magnet 1a and bearings 1c, 1f on both sides thereof, and an outer case 4 for rotatably supporting the rotor 1 and accommodating the entire brushless motor 10.
And a core unit 3 housed in the outer case 4 and containing a core (not shown) made of a magnetic material, and a stator 2 housed in the core unit 3 and provided with a coil.
And a rear bracket 5 to be fitted behind the stator 2 and the outer case 4 (to the right in the drawing), and an intermediate bracket 6 for connecting the rear bracket 5 to a connecting portion between the rear bracket 5 and the main body. I have.

【0077】回転子1の永久磁石1aは、ロータ軸1b
に設けられ、また、外周はカバーされている。この永久
磁石1aの両側に設けられた軸受体1c,1fの内、図
の左側、つまり前方側の軸受体1cの外径は、後方側の
軸受体1fの外径より大きくなっている。また、軸受体
1cの外径は、永久磁石1aの部分の外径より大きくな
っている。
The permanent magnet 1a of the rotor 1 has a rotor shaft 1b
And the outer periphery is covered. Out of the bearings 1c and 1f provided on both sides of the permanent magnet 1a, the outer diameter of the bearing 1c on the left side in the drawing, that is, the front side is larger than the outer diameter of the bearing 1f on the rear side. The outer diameter of the bearing 1c is larger than the outer diameter of the permanent magnet 1a.

【0078】この軸受体1cは、外ケース4の前方の軸
受孔4aに嵌着され、永久磁石1aは、固定子2の内部
に収容され、軸受体1fは、後ブラケット5の軸受孔5
aに嵌着されるので、これらの外ケース4の軸受孔4
a、固定子2、後ブラケット5の軸受孔5aの内径は、
それぞれの相手に対応したものとなっている。
The bearing 1c is fitted in a bearing hole 4a in front of the outer case 4, the permanent magnet 1a is housed inside the stator 2, and the bearing 1f is mounted in the bearing hole 5 of the rear bracket 5.
a, the bearing holes 4 of these outer cases 4
a, the inner diameter of the bearing hole 5a of the stator 2 and the rear bracket 5,
It corresponds to each opponent.

【0079】したがって、外ケース4にコアユニット
3、固定子2、後ブラケット5などを組み付けた状態
で、軸受体1c,1fを付けたままで回転子1を前方か
ら組み入れ、また、抜き出すことができるので、組み立
て容易であり、分解も容易である。特に、使用により摩
耗して交換の必要度が大きいのは、回転子1の軸受体軸
受体1c,1fであり、これを組み付けたままで、他の
部分を分解せずに、回転子1をブラシレスモータ10か
ら抜き出すことができると、修理交換に非常に便利であ
る。
Therefore, in a state where the core unit 3, the stator 2, the rear bracket 5 and the like are assembled to the outer case 4, the rotor 1 can be assembled and removed from the front with the bearing bodies 1c and 1f attached. Therefore, it is easy to assemble and disassemble. In particular, the bearings 1c and 1f of the rotor 1 that are worn out by use and need to be replaced are large, and the rotor 1 is brushlessly assembled without disassembling other parts while the rotor 1 is assembled. If it can be removed from the motor 10, it is very convenient for repair and replacement.

【0080】回転子1のロータ軸1bには、先端に、治
療器具、例えば、ハンドピースのシャンク部に回転力を
伝達するための継手1iが設けられ、この継手1i側の
軸受体1cの内径が、この継手1iの外径より大きくな
るようにしてある。したがって、上述したように、軸受
体1c,1fを組み付けたままでロータ軸1bを抜き出
した後、継手1i側の軸受体1cを交換する際に、継手
1iを取り外さなくも、古い軸受体1cを取り外すこと
ができ、また、新しい軸受体1cを取り付けることがで
き、軸受体の修理交換がし易い。
At the tip of the rotor shaft 1b of the rotor 1, there is provided a joint 1i for transmitting a rotational force to a treatment instrument, for example, a shank portion of a handpiece. The inner diameter of the bearing 1c on the joint 1i side is provided. Is larger than the outer diameter of the joint 1i. Therefore, as described above, after replacing the bearing 1c on the joint 1i after extracting the rotor shaft 1b with the bearings 1c and 1f assembled, the old bearing 1c is removed without removing the joint 1i. In addition, a new bearing 1c can be attached, and the bearing can be easily replaced or replaced.

【0081】ロータ軸1bの永久磁石1aと、それを挟
むように設けられた軸受体1c,1fの間には、バラン
サ1j,1kが設けられている。このバランサ1j,1
kは容易に切削可能な金属、例えば、黄銅などで構成さ
れ、ロータ軸1bに固着され、その一部を適宜切削除去
することにより、回転子1全体の動的バランスを保つこ
とができるようになっている。こうして、動的バランス
を適正にしておくと、回転子1が高速で回転してもバラ
ンス不良によるブレを生じることがなく、治療器具の回
転駆動手段として適している。
Balancers 1j and 1k are provided between the permanent magnet 1a of the rotor shaft 1b and bearings 1c and 1f provided so as to sandwich the permanent magnet 1a. This balancer 1j, 1
k is made of a metal which can be easily cut, for example, brass or the like, is fixed to the rotor shaft 1b, and a part thereof is appropriately cut and removed so that the dynamic balance of the entire rotor 1 can be maintained. Has become. When the dynamic balance is set to be appropriate in this way, even if the rotor 1 rotates at a high speed, no blurring due to imbalance occurs, and the rotor 1 is suitable as a rotation driving means of the treatment instrument.

【0082】固定子2は、コイルなどを含めて一体樹脂
被覆されていることを特徴とし、この図1では、一体成
形した樹脂2eの部分だけが外観上見えている。この一
体樹脂被覆は、ブラシレスモータ10の全体の組み立て
とは別に、所定の治具などを用いて、内外径の軸芯が一
致するように行われている。固定子2の後方には、端子
2fが突出し、この固定子2に後ブラケット5を組み込
んだ際には、これらの端子2fは、後ブラケット5から
更に後方に突出して電気的な接続ができるようになって
いる。
The stator 2 is characterized by being integrally coated with a resin, including the coil. In FIG. 1, only the integrally molded resin 2e is visible in appearance. This integral resin coating is performed using a predetermined jig or the like so that the axes of the inner and outer diameters coincide with each other separately from the entire assembly of the brushless motor 10. Terminals 2f protrude from the rear of the stator 2, and when the rear bracket 5 is incorporated into the stator 2, these terminals 2f protrude further rearward from the rear bracket 5 so that electrical connection can be made. It has become.

【0083】コアユニット3は、固定子2のコイルの磁
界を強化するための鉄心の役割を果たすもので、複数枚
のリング形状の珪素鋼板を積層したコア(不図示)の外
周と両側面をコアケース3hで拘束したものである。コ
アユニット3の外周に見えている二本の導管3cは、歯
科治療に必要な水、空気を本体側(図の右側)から先端
側(図の左側。つまり、回転工具側)へ供給するための
もので、コアケース3hの外周を軸方向に貫通して設け
られた設けられた切り込み溝3bに嵌め込まれ、外側を
外ケース4の内周に拘束されて固定される。
The core unit 3 serves as an iron core for strengthening the magnetic field of the coil of the stator 2. The core unit 3 is configured to cover the outer periphery and both side surfaces of a core (not shown) in which a plurality of ring-shaped silicon steel sheets are laminated. It is restrained by the core case 3h. The two conduits 3c visible on the outer periphery of the core unit 3 supply water and air necessary for dental treatment from the main body side (the right side in the figure) to the tip side (the left side in the figure, that is, the rotary tool side). The core case 3h is fitted into a cut groove 3b provided through the outer periphery of the core case 3h in the axial direction, and the outer side is restrained and fixed to the inner periphery of the outer case 4.

【0084】また、この例では、切り込み溝3bは、コ
アケース3hの外周に4箇所設けられており、残り2本
の溝3bには、電気導管(不図示)が同様にして、嵌め
込まれるようになっている。こうして、コアユニット3
と外ケース4の間に、余分な空間を設けることなく、必
要な流体などの供給を可能にしており、小型化を要求さ
れる、術者が手に持って治療を行う治療器具の回転駆動
手段として、このブラシレスモータ10は適している。
In this example, the cut grooves 3b are provided at four places on the outer periphery of the core case 3h, and the electric conduits (not shown) are similarly fitted into the remaining two grooves 3b. It has become. Thus, the core unit 3
It is possible to supply necessary fluids and the like without providing an extra space between the outer case 4 and the outer case 4. As a means, this brushless motor 10 is suitable.

【0085】コアユニット3と固定子2は、図に示すよ
うに、別体で着脱可能となっているので、一体化されて
いるものに比べ、どちらか一方だけを取り替えることが
でき、修理が簡単になり、また、修理コストを低減する
ことができる。
Since the core unit 3 and the stator 2 are detachable as shown in the figure, only one of the core unit 3 and the stator 2 can be replaced as compared with an integrated unit, and repair can be performed. This simplifies the process and reduces the repair cost.

【0086】外ケース4には、上述したように、前方
に、回転子1の前の軸受体1cを受ける軸受孔4aを備
え、図では見えていないが、後方は開口している。ま
た、前方の軸受孔4aの周縁には、透孔部4bが設けら
れ、コアユニット3を外ケース4に収容した際には、こ
の透孔部4bから導管3cなどが覗き出るようになって
いる。
As described above, the outer case 4 is provided with a bearing hole 4a for receiving the bearing body 1c in front of the rotor 1 at the front, which is not visible in the drawing but is open at the rear. Further, a through hole 4b is provided on the periphery of the front bearing hole 4a. When the core unit 3 is housed in the outer case 4, the conduit 3c and the like can be seen through the through hole 4b. I have.

【0087】後ブラケット5には、上述したように、回
転子1の後の軸受体1fを受ける軸受孔5aと、外ケー
ス4にコアユニット3、固定子2を組み付けた後に後ブ
ラケット5を被せた際に、固定子2の端子2fを後部に
突出させる孔部5bと、外ケース4の透孔部4bと同様
に、コアユニット3の切り込み溝3bに嵌め込まれた導
管3cなどを突出させる透孔部5cとが設けられてい
る。
As described above, the rear bracket 5 is covered with the bearing hole 5a for receiving the bearing body 1f after the rotor 1 and the core unit 3 and the stator 2 are assembled to the outer case 4 as described above. In this case, the hole 5b for projecting the terminal 2f of the stator 2 to the rear and the conduit 3c fitted in the cut groove 3b of the core unit 3 and the like similarly to the hole 4b of the outer case 4 project. A hole 5c is provided.

【0088】中間ブラケット6の外径にはピッチの異な
る2種類の雄ネジが形成されている。そのうち、図の左
側、つまりブラシレスモータ10の前方側の雄ネジ6a
は外ケース4に係合され、コアユニット3、固定子2、
後ブラケット5などを外ケース4内に固定する役目を果
たす。ブラシレスモータ10の後方側の雄ネジ6bは、
このモータ10に電気、水、空気などを供給するフレキ
シブルチューブ(不図示。)との連結に使用する。
The outer diameter of the intermediate bracket 6 is formed with two types of male screws having different pitches. Among them, the male screw 6a on the left side of the figure, that is, the front side of the brushless motor 10
Is engaged with the outer case 4, and the core unit 3, the stator 2,
It functions to fix the rear bracket 5 and the like inside the outer case 4. The male screw 6b on the rear side of the brushless motor 10
The motor 10 is used for connection to a flexible tube (not shown) for supplying electricity, water, air, and the like to the motor 10.

【0089】このブラシレスモータ10は、図に示すよ
うに回転子1を外ケース4の前方(図の左方)から挿入
し、一方、外ケース4の後方からは、導管3cなどを嵌
め込ませたコアユニット3、一体樹脂被覆した固定子
2、後ブラケット5を順に挿入するだけで組み立てが完
了し、回転子1と固定子2の心出しも不要となり、ブラ
シレスモータ全体の組み立てが簡易化される。
In the brushless motor 10, the rotor 1 is inserted from the front of the outer case 4 (left side in the figure) as shown in the figure, while the conduit 3c and the like are fitted from the rear of the outer case 4. The assembly is completed only by sequentially inserting the core unit 3, the stator 2 integrally coated with resin, and the rear bracket 5, and the centering of the rotor 1 and the stator 2 is not required, and the assembly of the entire brushless motor is simplified. .

【0090】また、固定子2全体が樹脂によって一体的
に被われ、固定子2の外周にはコイルなどが露出しない
ので、コアユニット3の内部に固定子2を嵌めるときに
コイルを破損しない。さらに、副次的効果として、この
被覆樹脂の断熱特性によって、耐熱性での弱点となって
いた固定子の耐熱特性が向上し、ブラシレスモータ全体
の耐熱特性も向上する。
Further, since the entire stator 2 is integrally covered with the resin and the coil and the like are not exposed on the outer periphery of the stator 2, the coil is not damaged when the stator 2 is fitted inside the core unit 3. Further, as a secondary effect, the heat insulating property of the coating resin improves the heat resistance of the stator, which has been a weak point in heat resistance, and also improves the heat resistance of the entire brushless motor.

【0091】図9は、本発明のブラシレスモータの他例
を示す要部破断の正面図である。
FIG. 9 is a fragmentary front view showing another example of the brushless motor of the present invention.

【0092】この図は、ブラシレスモータ10を組み込
んだハンドピース本体部BにハンドピースAを装着した
状態を示している。
This figure shows a state in which the handpiece A is mounted on the handpiece body B in which the brushless motor 10 is incorporated.

【0093】ハンドピース本体部Bは、ブラシレスモー
タ10と、このモータ10と着脱可能に連結され、この
モータ10に電気、水、空気などを供給するフレキシブ
ルチューブCとのチューブ接続部Ba、工具結合部7、
この工具結合部7に設けられハンドピースAをワンタッ
チで着脱できるようにしたワンタッチ係合手段7aから
構成されている。
The handpiece body B is connected to a brushless motor 10 and a flexible tube C for supplying electricity, water, air, etc. to the motor 10 in a detachable manner. Part 7,
The tool connecting portion 7 includes a one-touch engaging means 7a which allows the handpiece A to be attached and detached with one touch.

【0094】図6、7では、本発明の回転制御装置を構
成する重要部品である選択インピーダンス素子Ru,R
v,Rwと、ホール素子を内蔵したホールスイッチH
u,Hv,Hwを固定子に設けた例を説明したが、これ
らの選択インピーダンス素子、ホール素子を内蔵したホ
ールスイッチは、固定子に限らず、ブラシレスモータ1
0内部の適当な部位に設けることができ、その場合に
も、必要な部品が少ないので、ブラシレスモータ10の
構造が簡単になる。
FIGS. 6 and 7 show selective impedance elements Ru and R, which are important components of the rotation control device of the present invention.
v, Rw and Hall switch H with a built-in Hall element
Although an example in which u, Hv, and Hw are provided on the stator has been described, the Hall switch incorporating the selective impedance element and the Hall element is not limited to the stator, and the brushless motor 1
The brushless motor 10 can be provided at a suitable portion inside the motor 0, and also in this case, the structure of the brushless motor 10 is simplified because few parts are required.

【0095】この場合、空中配線を用いたり、固定子の
通電回路基板を用いずに、一体モールドすることによっ
て、ブラシレスモータ10に実装することができる。
In this case, the motor can be mounted on the brushless motor 10 by integral molding without using aerial wiring or using a current-carrying circuit board of the stator.

【0096】また、これらのホールスイッチと選択イン
ピーダンス素子は、ブラシレスモータの内部に限られ
ず、その付近であるモータと着脱可能なチューブCの端
部に設けられたチューブ接続部Baにも設けることがで
き、その場合にも、必要な部品の点数が少ないので、そ
のチューブ接続部の構造が簡単になる。
The Hall switch and the selective impedance element are not limited to the inside of the brushless motor, but may be provided at a tube connecting portion Ba provided at the end of the tube C which is detachable from the motor in the vicinity thereof. Yes, in that case also, the number of necessary parts is small, so that the structure of the tube connection is simplified.

【0097】また、更に、これらを、ブラシレスモータ
10と上記チューブ接続部Baとの間に設けられる着脱
可能なアダプタ−(不図示)の内部にも設けることがで
き、この場合には、このアダプタ−の構造が簡単になる
と共に、従来のブラシレスモータであっても、このアダ
プターを付加することで本発明の複数のホール素子と選
択インピーダンス素子を付加することができ、本発明の
回転制御装置を適用することができるようになる。
Further, they can be provided inside a detachable adapter (not shown) provided between the brushless motor 10 and the tube connecting portion Ba. In this case, this adapter is used. In addition to simplifying the structure of-, even with a conventional brushless motor, it is possible to add a plurality of Hall elements and selective impedance elements of the present invention by adding this adapter. Will be able to apply.

【0098】[0098]

【発明の効果】請求項1に記載のブラシレスモータの回
転制御装置によれば、ブラシレスモータの固定子には、
ホール素子以外には選択インピーダンス素子を設けるだ
けでよく、構造が簡単になり、よりブラシレスモータの
小型化を図ることができる。また、インピーダンス変換
回路部、つまり、固定子から導出される信号線は2本で
済ませることができる。
According to the brushless motor rotation control device of the present invention, the stator of the brushless motor includes:
It is only necessary to provide a selective impedance element other than the Hall element, so that the structure is simplified and the size of the brushless motor can be further reduced. In addition, the impedance conversion circuit unit, that is, two signal lines derived from the stator can be used.

【0099】請求項2に記載のブラシレスモータの回転
制御装置によれば、請求項1の効果に加え、電圧判別回
路部は複数のしきい値を設定したマルチレベル型ウイン
ドコンパレータで構成され、3つのホール素子によって
6種類のオフ、オンの組み合わせの動作パターンがある
場合には、それに短絡、断線のパターンを加えて、全体
で8つの動作パターンが検出できる。
According to the rotation control device for a brushless motor according to the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the voltage discrimination circuit section is constituted by a multi-level window comparator in which a plurality of threshold values are set. When there are six types of operation patterns of a combination of off and on with one Hall element, a total of eight operation patterns can be detected by adding short-circuit and disconnection patterns.

【0100】請求項3に記載のブラシレスモータの回転
制御装置によれば、請求項1〜2のいずれかの効果に加
え、固定子において、選択インピーダンス素子と、ホー
ル素子を内蔵したホールスイッチとは、いずれもそれぞ
れから導出された接続ピンを、通電回路基板に形成した
ホールより突出させ、半田付け実装した構造にしている
ので、コイル成型時やオートクレーブ時に不良発生する
ことが少ない。
According to the rotation control device for a brushless motor according to the third aspect, in addition to the effect of any one of the first and second aspects, in the stator, a selection impedance element and a Hall switch having a built-in Hall element are provided. In each case, the connection pins derived from each are formed so as to protrude from holes formed in the current-carrying circuit board and are mounted by soldering, so that there is little occurrence of defects during coil molding or autoclave.

【0101】請求項4に記載のブラシレスモータの回転
制御装置によれば、請求項1〜3のいずれかの効果に加
え、選択インピーダンス素子の異なる抵抗値の適正な比
率を実験値により明確にしているので、本発明の効果を
発揮する回転制御装置を容易に製造することができる。
According to the rotation control device for a brushless motor of the fourth aspect, in addition to the effects of any one of the first to third aspects, the appropriate ratio of the different resistance values of the selected impedance element is clarified by an experimental value. Therefore, a rotation control device exhibiting the effects of the present invention can be easily manufactured.

【0102】請求項5に記載のブラシレスモータの回転
制御装置によれば、請求項1〜4のいずれかの効果に加
え、上記電圧判別回路部、上記論理和回路部をマイクロ
コンピュータで構成したので、制御装置をコンパクトに
することができる。
According to the rotation control device for a brushless motor according to the fifth aspect, in addition to the effect of any one of the first to fourth aspects, the voltage discriminating circuit section and the logical sum circuit section are constituted by microcomputers. The control device can be made compact.

【0103】請求項6に記載のブラシレスモータによれ
ば、本発明の回転制御装置を用いるので、複数のホール
素子と選択インピーダンス素子とを固定子に設ければ、
ブラシレスモータの固定子の構造が簡単になり、また、
この固定子からの信号線の本数も2本とすることができ
る。
According to the brushless motor of the sixth aspect, since the rotation control device of the present invention is used, if a plurality of Hall elements and selective impedance elements are provided on the stator,
The structure of the stator of the brushless motor is simplified,
The number of signal lines from the stator can also be two.

【0104】また、これらの複数のホール素子と選択イ
ンピーダンス素子は、固定子に限らず、ブラシレスモー
タの内部のいずれに設けてもよく、その場合にも、必要
な部品の点数が少ないので、ブラシレスモータの構造が
簡単になる。
The plurality of Hall elements and the selective impedance element may be provided not only in the stator but also in the interior of the brushless motor. In such a case, the number of necessary parts is small, The structure of the motor is simplified.

【0105】請求項7に記載のブラシレスモータによれ
ば、本発明の回転制御装置を用いるので、複数のホール
素子と選択インピーダンス素子は、ブラシレスモータの
内部に限られず、その付近であるチューブ接続部にも設
けることができ、その場合にも、必要な部品の点数が少
ないので、そのチューブ接続部の構造が簡単になる。
According to the brushless motor according to the seventh aspect, since the rotation control device of the present invention is used, the plurality of Hall elements and the selective impedance element are not limited to the inside of the brushless motor, but the tube connection portion near the same. Also in this case, the number of necessary parts is small, so that the structure of the tube connecting portion is simplified.

【0106】また、更に、ブラシレスモータと上記チュ
ーブ接続部との間に設けられるアダプタ−の内部にも設
けることができ、この場合には、このアダプタ−の構造
が簡単になると共に、従来のブラシレスモータであって
も、このアダプターを付加することで本発明の複数のホ
ール素子と上記選択インピーダンス素子を付加すること
ができ、本発明の回転制御装置を適用することができる
ようになる。
Further, it can be provided inside an adapter provided between the brushless motor and the tube connecting portion. In this case, the structure of the adapter is simplified and the conventional brushless motor is used. Even in the case of a motor, by adding this adapter, a plurality of Hall elements of the present invention and the above-described selective impedance element can be added, and the rotation control device of the present invention can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のブラシレスモータの回転制御装置の基
本構成を概念的に示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a basic configuration of a rotation control device of a brushless motor according to the present invention.

【図2】位置検出回路を組み込んだ本発明のブラシレス
モータの回転制御装置の要部概略構成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of a rotation control device of a brushless motor of the present invention in which a position detection circuit is incorporated.

【図3】(a)はインピーダンス変換回路部の諸特性の
一覧表を示す図、(b)は、その動作パターンの一覧表
を示す図
3A is a diagram illustrating a list of various characteristics of the impedance conversion circuit unit, and FIG. 3B is a diagram illustrating a list of operation patterns thereof;

【図4】(a)はインピーダンス変換回路部の出力電
圧、(b)は電圧判別回路部の出力電圧、(c)は論理
和回路部の出力電圧
4A is an output voltage of an impedance conversion circuit, FIG. 4B is an output voltage of a voltage discrimination circuit, and FIG. 4C is an output voltage of an OR circuit.

【図5】本発明のホールスイッチのオフ、オン動作と、
回転子と固定子との位置変化の関係を説明する図
FIG. 5 shows the off and on operations of the Hall switch of the present invention;
Diagram for explaining the relationship between the position change between the rotor and the stator

【図6】ピン実装された固定子用通電回路の構造を説明
する図
FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of a pin-mounted stator energizing circuit.

【図7】本発明の固定子の一例を示す一部破断の斜視図FIG. 7 is a partially broken perspective view showing an example of the stator of the present invention.

【図8】本発明のブラシレスモータの一例を示す分解斜
視図
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of the brushless motor of the present invention.

【図9】本発明のブラシレスモータの他例を示す要部破
断の正面図
FIG. 9 is a front view of a main part cutaway showing another example of the brushless motor of the present invention.

【図10】従来のブレシレスモータの回転制御装置の複
数のセンサに対する配線例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a wiring example for a plurality of sensors in a conventional brushless motor rotation control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転子 2 固定子 2b(Hu,Hw,Hv) ホールスイッチ 2d 通電回路基板 2f ピン端子 10 ブラシレスモータ 11 インピーダンス変換回路部 12 電圧判別回路部 13 論理和回路部 14 断線短絡検知回路部 15 コイル駆動回路部 18 位置検出回路 19 マイクロコンピュータ 20 回転制御装置 R0 基準インピーダンス素子 Ru,Rv,Rw 選択インピーダンス素子 SW1〜SW3 ホール素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 Stator 2b (Hu, Hw, Hv) Hall switch 2d Energized circuit board 2f Pin terminal 10 Brushless motor 11 Impedance conversion circuit part 12 Voltage discrimination circuit part 13 OR circuit part 14 Disconnection short circuit detection circuit part 15 Coil drive Circuit section 18 Position detection circuit 19 Microcomputer 20 Rotation control device R0 Reference impedance element Ru, Rv, Rw Select impedance element SW1 to SW3 Hall element

フロントページの続き (72)発明者 木野 健二 京都市伏見区東浜南町680番地 株式会社 モリタ製作所内 Fターム(参考) 4C052 AA13 BB02 CC02 CC11 GG01 5H019 BB05 BB15 BB20 BB26 CC03 CC08 DD06 EE07 EE09 5H560 AA10 BB04 BB12 DA02 DA19 DC04 DC13 GG04 SS01 TT07Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Kino 680 Higashihama-minamicho, Fushimi-ku, Kyoto F-term in Morita Manufacturing Co., Ltd. DA19 DC04 DC13 GG04 SS01 TT07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁石で構成された回転子と、回転磁界を生
成するための電圧を印加させるコイルを有した固定子
と、この固定子の各相に対応して配設された複数のホー
ル素子を含んだ位置検出回路とを備えたブラシレスモー
タの回転制御装置であって、 上記位置検出回路は、それぞれのホール素子のオン動作
によって、相互に並列に付加接続される値の異なる選択
インピーダンス素子を、上記ホール素子のオン、オフ動
作に応じて、基準インピーダンス素子に選択的に接続さ
せて、その合成インピーダンスを可変させる構成にした
インピーダンス変換回路部と、 上記複数のホール素子のオフ、オンの組み合わせの動作
パターンを識別するため、複数のしきい値が設定され、
上記インピーダンス変換回路部の出力電圧を判別するた
めの電圧判別回路部と、 上記複数のホール素子のオフ、オン動作を、上記固定子
に印加される相電圧の相順変化に同期させて検出するた
め、上記電圧判別回路部からの出力電圧の論理和をとる
論理和回路部とを組み合わせて構成されたことを特徴と
するブラシレスモータの回転制御装置。
1. A rotor having a magnet, a stator having a coil for applying a voltage for generating a rotating magnetic field, and a plurality of holes arranged corresponding to each phase of the stator. A rotation control device for a brushless motor, comprising: a position detection circuit including an element; wherein the position detection circuit includes a selection impedance element having a different value additionally connected in parallel to each other by an ON operation of each Hall element. Is selectively connected to the reference impedance element in accordance with the on / off operation of the Hall element, and an impedance conversion circuit section configured to vary the combined impedance thereof; and Multiple thresholds are set to identify combinations of movement patterns,
A voltage discriminating circuit for discriminating an output voltage of the impedance converting circuit, and detecting off and on operations of the plurality of Hall elements in synchronization with a phase sequence change of a phase voltage applied to the stator. Therefore, a rotation control device for a brushless motor, comprising a combination of a logical sum circuit unit for calculating a logical sum of output voltages from the voltage determination circuit unit.
【請求項2】請求項1に記載のブラシレスモータの回転
制御装置において、 上記電圧判別回路部は、予め予定されるホール素子のオ
フ、オンの組み合わせの動作パターンのしきい値と、短
絡、断線を識別するためのしきい値とを設定可能にして
いることを特徴とするブラシレスモータの回転制御装
置。
2. The rotation control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the voltage discriminating circuit includes a predetermined threshold value of an operation pattern of a combination of off and on of the Hall element, a short circuit, and a disconnection. And a threshold value for identifying the rotation of the brushless motor.
【請求項3】請求項1〜2のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、 上記固定子は、通電回路基板を有し、この通電回路基板
に、上記選択インピーダンス素子と、上記ホール素子を
内蔵したホールスイッチとをピン付け実装した構造にし
ていることを特徴とするブラシレスモータの回転制御装
置。
3. The rotation control device for a brushless motor according to claim 1, wherein said stator has an energizing circuit board, and said energizing circuit board has said selective impedance element and said hole. A rotation control device for a brushless motor having a structure in which a Hall switch having a built-in element is mounted with pins.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、 上記基準インピーダンス素子及び上記選択インピーダン
ス素子が抵抗器であって、上記固定子が三相の場合に、
上記選択インピーダンス素子の異なる抵抗値の比率を、
1:1.6〜2.2:4〜5としていることを特徴とす
るブラシレスモータの回転制御装置。
4. The rotation control device for a brushless motor according to claim 1, wherein the reference impedance element and the selection impedance element are resistors, and the stator has three phases.
The ratio of different resistance values of the selected impedance element is
A rotation control device for a brushless motor, wherein the ratio is 1: 1.6 to 2.2: 4 to 5.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置において、 上記電圧判別回路部、上記論理和回路部をマイクロコン
ピュータで構成したことを特徴とするブラシレスモータ
の回転制御装置。
5. A rotation control device for a brushless motor according to claim 1, wherein said voltage discriminating circuit and said OR circuit are constituted by a microcomputer. Control device.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置によって回転制御されるブラシ
レスモータであって、 上記ブラシレスモータの内部に、上記複数のホール素子
と上記選択インピーダンス素子とを実装していることを
特徴とするブラシレスモータ。
6. A brushless motor whose rotation is controlled by the brushless motor rotation control device according to claim 1, wherein the plurality of Hall elements and the selective impedance element are provided inside the brushless motor. And a brushless motor characterized by mounting.
【請求項7】請求項1〜5のいずれかに記載のブラシレ
スモータの回転制御装置によって回転制御されるブラシ
レスモータであって、 上記ブラシレスモータを接続するためのチューブ接続部
の内部、あるいは、上記ブラシレスモータと上記チュー
ブ接続部との間に設けられるアダプタ−の内部のいずれ
かに、上記複数のホール素子と上記選択インピーダンス
素子とを実装していることを特徴とするブラシレスモー
タ。
7. A brushless motor whose rotation is controlled by the brushless motor rotation control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the inside of a tube connection portion for connecting the brushless motor or the brushless motor is provided. A brushless motor characterized in that the plurality of Hall elements and the selective impedance element are mounted in any one of adapters provided between the brushless motor and the tube connection portion.
JP2000162479A 2000-05-31 2000-05-31 Brushless motor rotation control device and brushless motor Expired - Fee Related JP3715179B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162479A JP3715179B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Brushless motor rotation control device and brushless motor
DE10125646A DE10125646A1 (en) 2000-05-31 2001-05-25 Brushless motor and rotation control arrangement for a brushless motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162479A JP3715179B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Brushless motor rotation control device and brushless motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001346395A true JP2001346395A (en) 2001-12-14
JP3715179B2 JP3715179B2 (en) 2005-11-09

Family

ID=18666372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000162479A Expired - Fee Related JP3715179B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Brushless motor rotation control device and brushless motor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3715179B2 (en)
DE (1) DE10125646A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015108610A (en) * 2013-10-25 2015-06-11 株式会社リコー Rotation detection device and rotation detection method
US20230003799A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Rotor input detection apparatus and electronic device including the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047494A1 (en) * 2008-09-17 2010-04-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Electronically commutated direct current motor i.e. external rotor motor, for e.g. electronically controlled brake system in motor vehicle, has hall sensors that are supplied with electrical power via electrical power supply circuit
DE102014111053A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-04 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg motor device
US11777376B2 (en) 2021-01-07 2023-10-03 Kohler Co. Reluctance sensor for detection of position of a rotor in an electric machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015108610A (en) * 2013-10-25 2015-06-11 株式会社リコー Rotation detection device and rotation detection method
US20230003799A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Rotor input detection apparatus and electronic device including the same
US11703545B2 (en) * 2021-06-30 2023-07-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Rotor input detection apparatus and electronic device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3715179B2 (en) 2005-11-09
DE10125646A1 (en) 2002-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3750790B2 (en) Brushless motor and medical handpiece using the same
JPH0318262A (en) Ac-dc combination motor with second winding
TWI495231B (en) Brushless dc motor with dual rotation
CA2549163A1 (en) System for sensorless control in a permanent magnet machine
JP2001346395A (en) Brushless motor and rotation controller for brushless motor
US7791303B2 (en) Electric motor controller with brush position detector
JP5097759B2 (en) Wiper motor
JP2010022200A (en) Wiper motor
US9473006B2 (en) Electric motors
JP2011193692A (en) Speed switching motor
JP3171293B2 (en) Brushless motor
JP2008306913A (en) Armature for electric motor and electric motor
JP2007189870A (en) Motor
JP2020162386A (en) Brushless motor and detection device
CN210927418U (en) Special brushless medical centrifugal motor
JPH05146134A (en) Contactless dc motor
JP3218403U (en) Electric motor wiring device
JP2548914Y2 (en) DC motor
JPH01103148A (en) Synchronous motor
JP2001289923A (en) Inspection device of small spindle motor
JP2002354882A (en) Permanent magnet type dc motor and motor drive type transmission manipulator
KR200266186Y1 (en) A rotor position detect structure of brushless direct current motor
JPH01283088A (en) Driving method for 3-phase dc motor
JP6640471B2 (en) Impedance measuring device and impedance measuring method
CN115280649A (en) Drive motor for suction apparatus or machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050726

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees