JP2006238614A - モータ駆動装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 振動モータの起動時の応答性を良くする。
【解決手段】 各モータコイルがスター結線されたインナーロータ型３相ブラシレスモータである振動モータをセンサレス駆動するモータ駆動装置である。各モータコイルへの通電をオン、オフする複数のスイッチング素子を有するモータ駆動回路を備えている。各モータコイルへの１２０°通電は、モータのマグネットの磁極が２極の場合、各モータコイルへの通電パターンが６０°ごとに異なる６ステージを順次変えることにより行う。あるステージにあるときに予め設定された一定時間ｔ_１内にロータ部位置検出があったときは（ステップＳ１２のＹ，Ｓ１５のＹ，Ｓ１８のＹ，Ｓ２１のＹ，Ｓ２４のＹ，Ｓ２７のＹ）、次ステージに移行し、この一定時間にロータ部位置検出がなかったときも（ステップＳ１３のＹ，Ｓ１６のＹ，Ｓ１９のＹ，Ｓ２２のＹ，Ｓ２５のＹ，Ｓ２８のＹ）、次ステージに移行する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、振動モータを駆動するモータ駆動装置、及び振動モータとモータ駆動装置を備えた電子機器に関する。

携帯電話には着信を振動で知らせる振動モータが搭載されている。この振動モータは、モータ本体の回転軸に偏心分銅を設け、モータ回転動作時に偏心分銅の小刻みな振れ回り振動力を発生させるものである。

振動モータとしては、ブラシと整流子を備えたＤＣモータも用いられるが、ブラシと整流子との摺動接点部分の機械的な摩耗及び電蝕による寿命低下という問題があり、長寿命化のためにはブラシレスモータを用いるのが望ましい。

ブラシレスモータとしては、ホール素子などのセンサを用いて駆動するものが広く用いられているが、携帯電話に搭載する振動モータはスペースの限られた筐体内に搭載されるものであるため、極力小型化する必要があり、小型化のためにはブラシレスモータをセンサレス駆動するのが望ましい。

携帯電話においては、着信メロディの曲に合わせて振動モータを振動させる場合がある。そして、このようなモータ駆動を行なう場合は、モータ起動時の応答性が良くないと、着信メロディと振動モータの振動とがずれてしまい、このようなずれの発生はユーザにも知覚しうる。

しかしながら、モータコイルの逆起電圧でロータ部の回転位置を検出するセンサレス駆動のブラシレスモータは、起動時の応答性の点で不利であるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、センサレス駆動のブラシレスモータについて起動時の応答性を向上させることである。

本発明は、各モータコイルがスター結線されたインナーロータ型３相ブラシレスモータである振動モータをセンサレス駆動するモータ駆動装置において、前記各モータコイルへの通電をオン、オフする複数のスイッチング素子を備えたモータ駆動回路と、前記各モータコイルに発生する逆起電圧を検出して前記振動モータのロータ部位置をセンサレスで検出する位置検出回路と、前記振動モータの初期起動の際には、前記各モータコイルへの所定の通電パターンを複数ステージで順次変えることにより通電を行い、各ステージにあるときに予め設定された一定時間内に前記ロータ部位置検出があったときは次ステージに移行し、前記一定時間に前記ロータ部位置検出がなかったときも次ステージに移行する起動手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明では、各モータコイルへの所定の通電パターンを複数ステージ（例えば、回転角６０°ごとの６ステージ）で順次変えることにより通電を行なうが、各ステージにあるときに予め設定された一定時間内に前記ロータ部位置検出があったときは次ステージに移行し、一定時間にロータ部位置検出がなかったときも次ステージに移行するようにして初期起動を行なうものである。

これに対して、従来は、一定時間が経過するまでは常に次ステージに移行させない制御を行なっていた。そのため、ロータ部が回転し、次ステージの通電パターンに移行してロータ部の回転を加速すべき場合でも、前ステージの通電パターンが維持され、これがロータ部の回転を加速する際のブレーキとして機能していた。

本発明は、各ステージにあるときに予め設定された一定時間内にロータ部位置検出があったときは次ステージに移行するので、前ステージの通電パターンが不必要に維持され、これがロータ部の回転を加速する際のブレーキとして機能するようなことがない。

よって、本発明によれば、ロータ部の回転を速やかに加速して、初期起動時に振動モータの応答性を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の一形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のモータ駆動装置が対象とする振動モータの一構成例を示す概略縦断面図（ａ）、概略横断面図（ｂ）である。なお、図１（ａ）断面図と図１（ｂ）断面図のそれぞれの切断位置は、各図のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線で示している。

図１（ｂ）に示すように、振動モータ１において、インナーロータ部のマグネット２の形状は、径方向にＮ・Ｓ磁場配向された異方性マグネット材料の磁極方向に対し、直交する方向に位置する非有効磁束範囲部分を両端均等に切除した断面略長方形の板状マグネットである。材質的な組成はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、又はＳｍ−Ｃｏ系の希土類マグネットが好ましく、希土類マグネットは磁気特性に優れ、小径化によるサイズダウンにも対応できる。また、図１（ｂ）からも明らかなように、マグネット２自体単体は、回転中心軸６に対して対称な断面形状を有し、動的にもロータ部バランスが保たれている。

また、逆にロータ部のアンバランス手段として、別途前記マグネット２の略長方形形状となった基の円形部分を切除し、軽量化した一方の部分（つまり、円弧を切除した片方の領域）に、マグネット材質より高比重の非磁性材料からなる重量慣性体として、棒状の偏心分銅３を、ロータ部を偏重心させる錘として、マグネット２と一体に取付けている。つまり、小型モータにおけるマグネット２の磁気特性はそのままで、偏重心に有効なマグネット２の片側の一部に、高比重の材質の偏心分銅３を取付けることができ、よって、ロータ部の回転軸中心からの重心半径を大きくでき、インナーロータ型の振動モータとして、スペース的に優れた偏心ロータ部が構成できる。高比重のタングステン合金は比重１８に近いものほどその効果が得られる。

前記ロータ部外周には、ハウジングケース５の内壁に固定配置された界磁コイル４が精度良く配置される。このとき、図１（ａ）に示すように、ロータ部は、回転軸６がハウジングケース５の絞り込まれた小径部側にある軸受８と、ハウジングケース５の他端部エンドフランジ７にある軸受８と、の両軸で軸支される。また、同時にロータ部のスラスト方向の支持は、エンドフランジ７側のスラスト受９と、他方側のライナー１０とで規制し保持する形となる。

一方、界磁コイル４には、フレキシブル基板である給電端子１２により給電され、給電端子１２はターミナル１１で固定されている。この給電端子１２は、機器本体側の後述のモータ駆動装置１０１（図２参照）に接続される。

本実施形態では、振動モータ１は、各モータコイルＵ，Ｖ，Ｗ（後述する）がスター結線されたインナーロータ型３相ブラシレスモータであり、後述のとおりセンサレス駆動されるため、ホール素子などのセンサは設けられていない。

ブラシレス化によりブラシ及び整流子からなる物理的な整流機構を有せず、長寿命なモータ構造が可能となる。ブラシレス化は、モータの特性上、摺動接点部分の機械的な摩耗及び電蝕による寿命低下の心配がなく、実質的に軸受摺動箇所の摩耗、つまりロータ部を両端で支持する軸受部分の部品寿命が、前記摺動接点部であるブラシ、整流子に比べ長寿命であり、結果的にモータの信頼性を向上させることができる。

図２は、振動モータ１を駆動するモータ駆動装置１０１の概略構成を示す回路図である。
前述の振動モータ１とモータ駆動装置１０１は、携帯電話その他の電子機器に搭載される。

振動モータ１において、符号Ｕ，Ｖ，Ｗはスター結線された３つのモータコイルである。符号Ｃは、このスター結線された３つのモータコイルＵ，Ｖ，Ｗの中点（コモン）を示す。

モータ駆動装置１０１は、モータ駆動回路１０２、制御回路１０３、マイクロコンピュータ１０４から構成される。

モータ駆動回路１０２は、端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷ，ＴＣを介して振動モータ１と接続され、振動モータ１のモータコイルＵ，Ｖ，Ｗの通電をオン、オフする６つのスイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２を備えている。スイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスタなどの半導体スイッチで構成することができる。

スイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２はモータコイルＵを、スイッチング素子ＳＶ１，ＳＶ２はモータコイルＶを、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２はモータコイルＷを、それぞれ駆動する。

すなわち、スイッチング素子ＳＵ１，ＳＶ１，ＳＷ１のいずれか１つと、スイッチング素子ＳＵ２，ＳＶ２，ＳＷ２のいずれか１つをオンすることにより、モータコイルＵ，Ｖ，Ｗ（のうちのいずれかの２つ）に電源から電流が流れ、後述する図５のステージ０〜５のいずれかの通電パターンを実現することができる。この通電パターンは、ステージ０〜５の６パターン存在する。

例えば、図５に示すステージ０は、Ｕ相がＨレベル電圧（Ｖボルト（＝例えば、３．７ボルト））、Ｖ相がＬレベル電圧（０ボルト）、Ｗ相がＺレベル電圧（１／２Ｖボルト）であるが、これは、スイッチング素子ＳＵ１及びＳＶ２をオンにすることにより実現することができる。なお、図５に示すＨレベル、Ｌレベル、Ｚレベルの各電圧は端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷの電位を示している。

符号１１１〜１１３は、振動モータ１をセンサレス駆動するための位置検出回路となるコンパレータ回路であり、それぞれの非反転入力端子はモータコイルＵ，Ｖ，Ｗと接続され、それぞれの反転入力端子はコモンＣと接続されている。振動モータ１のロータ部回転位置は、モータコイルＵ，Ｖ，Ｗに発生する逆起電圧をコンパレータ回路１１１〜１１３で検出することにより判断することができる。

マグネット２の磁極（２極）を各コンパレータ回路１１１〜１１３で検出する場合、ロータ部の回転角６０°ごとに、いずれかのコンパレータ回路１１１〜１１３からの検出信号が変化することになる。

制御回路１０３は、各スイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２に、それぞれゲート信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを出力して、モータ駆動回路１０２を制御する。また、制御回路１０３は、コンパレータ回路１１１〜１１３から検出信号を受けて、この検出信号に応じてモータ駆動回路１０２を制御することができる。

より具体的には、制御回路１０３は、ゲート信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを出力して各スイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のオン、オフを切り換える切換回路、所定時間（後述する所定時間ｔ_１，ｔ_２）を計時するタイマ回路（所定時間ｔ_１，ｔ_２をそれぞれ計時するために２つのタイマを備えている）、マイクロコンピュータ１０４からのＰＷＭ信号に応じて振動モータ１をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御回路などを備え、切換回路は、タイマ回路で所定時間が経過した時点や、コンパレータ回路１１１〜１１３からの検出信号が変化した時点で、各スイッチング素子ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２のオン、オフのパターンを順次切り換えることで、後述するステージ０〜５に次々に移行させることができる。また、このパターン順次切り換えの回数をカウントして、カウント値が所定回数に達したときに使用するタイマを変えることで、後述するパターン１からパターン２への移行を行なうこともできる。

マイクロコンピュータ１０４は、各種制御信号を出力して制御回路１０３に振動モータ１を制御させる。

次に、以上のような回路構成のモータ駆動装置１０１を用いて行なわれる振動モータ１の回転制御について説明する。

図３は、振動モータ１の制御内容の概要を説明するフローチャートである。図３に示すように、振動モータ１の回転制御は、まず、起動のためにパターン１の１２０°通電を行い（ステップＳ１）、続いてパターン２の１２０°通電を行なう（ステップＳ２）。これにより、振動モータ１を起動したら、通常運転を行って（ステップＳ３）、振動モータ１の運転を停止する。以下では、一例として、マグネット２の磁極が２極の場合について、この各処理ステップについて詳細に説明する。

まず、パターン１の１２０°通電（ステップＳ１）について詳細に説明する。

図４は、パターン１の１２０°通電のサブルーチンのフローチャートである。この処理は、起動手段を実現するものである。

図４に示すように、パターン１の１２０°通電においては、各モータコイルＵ，Ｖ，Ｗへの通電パターンが異なる６つのステージ（ステージ０〜５）を、所定時間ｔ_１（例えば１０ｍｓ）ごとに順次移行してモータ駆動回路１０２を制御する。

通電パターンは、ステージ０では端子ＴＷがＺレベル、端子ＴＶがＬレベル、端子ＴＵがＨレベルになるように通電する（ステップＳ１１）。ステージ１では端子ＴＷがＬレベル、端子ＴＶがＺレベル、端子ＴＵがＨレベルになるように通電する（ステップＳ１４）。ステージ２では端子ＴＷがＬレベル、端子ＴＶがＨレベル、端子ＴＵがＺレベルになるように通電する（ステップＳ１７）。ステージ３では端子ＴＷがＺレベル、端子ＴＶがＨレベル、端子ＴＵがＬレベルになるように通電する（ステップＳ２０）。ステージ４では端子ＴＷがＨレベル、端子ＴＶがＺレベル、端子ＴＵがＬレベルになるように通電する（ステップＳ２３）。ステージ５では端子ＴＷがＨレベル、端子ＴＶがＬレベル、端子ＴＵがＺレベルになるように通電する（ステップＳ２６）。

パターン１の１２０°通電では、各ステージでは、コンパレータ回路１１１〜１１３の検出パターン、すなわち、検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰの検出パターン（検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰの各信号がそれぞれＨレベルかＬレベルかというパターン）に変化がないか否かを監視していて、変化があったときは（ステップＳ１２のＹ，Ｓ１５のＹ，Ｓ１８のＹ，Ｓ２１のＹ，Ｓ２４のＹ，Ｓ２７のＹ）、ロータ部が前回検出時から６０°回転したと判断されるので、それぞれ次ステージに移行する。

また、検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのパターンに変化がなくても（ステップＳ１２のＮ，Ｓ１５のＮ，Ｓ１８のＮ，Ｓ２１のＮ，Ｓ２４のＮ，Ｓ２７のＮ）、現在のステージをｔ_１（ｍｓ）継続したときは（ステップＳ１３のＹ，Ｓ１６のＹ，Ｓ１９のＹ，Ｓ２２のＹ，Ｓ２５のＹ，Ｓ２８のＹ）、次ステージに移行する。

図５は、パターン１の１２０°通電のときのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧波形を示すタイミングチャートである。なお、図５において、Ｈレベル、Ｌレベル、Ｚレベルの各電圧は端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷの電位を示している。この波形自体は、従来の１２０°通電と同様である。このパターン１の１２０°通電は、例えば、ステージ０〜５を一巡するまで、すなわち、ロータ部がほぼ一回転するまで継続する。

本実施形態の１２０°通電が従来と異なるのは、検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのパターンに変化があったときは（ステップＳ１２のＹ，Ｓ１５のＹ，Ｓ１８のＹ，Ｓ２１のＹ，Ｓ２４のＹ，Ｓ２７のＹ）、直ちに次ステージに移行する点である。

従来は、各ステージにあるときに一定時間が経過しない間は、次のステージに移行させない制御を行なっていた。そのため、ロータ部が６０°回転し、次ステージの通電パターンに移行してロータ部の回転を加速すべき場合でも、前ステージの通電パターンが維持され、これがロータ部の回転を加速する際のブレーキとして機能していた。

すなわち、図６に示すように、振動モータ１について、時間ｔの経過に対するロータ部回転数Ｎの推移をみると、従来は起動運転から通常運転への移行時ａ時点の前後でロータ部回転数Ｎが一度低下してから再度上昇に転じる動作をしていた（符号ｂ）。

これに対し、本実施形態では、検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのパターンに変化があり、ロータ部が６０°回転したと判断されるときは、一定期間ｔ_１（ｍｓ）が経過しなくても次のステージに移行するので、ロータ部の回転が速やかに加速され（図６の符号ｃ）、振動モータ１の応答性を高めることができる。

すなわち、図６において、符号ｂの回転数Ｎは、ａ時点までに前述のブレーキの影響で符号ｃの場合より小さくなっている。そして、起動運転から通常運転へのスムーズな移行ができないために、ａ時点前後で符号ｂの回転数Ｎは一度大きく低下し、その後、増加に転じるような動きをしている。

次に、パターン２の１２０°通電（ステップＳ２）について説明する。

図７は、パターン２の１２０°通電のサブルーチンのフローチャートである。この処理も、パターン１の１２０°通電に引き続き起動手段を実現するものである。

パターン２の１２０°通電はパターン１の１２０°通電と基本的には同様であり、印加電圧波形も図５のとおりであるが、両者の違いは、パターン１で現在ステージを継続する最大時間ｔ_１（例えば、１０ｍｓ）（ステップＳ１３，Ｓ１６，Ｓ１９，Ｓ２２，Ｓ２５，Ｓ２８）と、パターン２で現在ステージを継続する最大時間ｔ_２（例えば、２ｍｓ）（ステップＳ３４）とが異なり、後者の方が短い点である。

すなわち、図７に示すように、所定のカウンタを０にリセットし（ステップＳ３１）、現在ステージの通電パターンを出力する。検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのパターンに変化があったときは（ステップＳ３３のＹ）、次ステージに移行し（ステップＳ３５）、検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰのパターンに変化がないまま（ステップＳ３３のＮ）、所定時間ｔ_２（ｍｓ）が経過したときも（ステップＳ３４のＹ）、次ステージに移行する（ただし、ステージ５からはステージ０に戻る）（ステップＳ３５）。そして、前述のカウンタを＋１だけインクリメントして（ステップＳ３６）、このカウント値が（例えば）１８に達するまではステップＳ３３以下の処理を繰り返し（ステップＳ３７のＮ）、１８に達したときは（ステップＳ３７のＹ）、処理を終了する。

このパターン２の１２０°通電は、例えば、１８ステージ分継続するので（ステップＳ３７）、この場合は、ロータ部はほぼ３回転することになる。

上記のとおり、本実施形態では、１２０°通電において、１ステージの最大継続時間を２段階に設定している。このように、１ステージの最大継続時間を２段階に分けて、後段階のほうが前段階より１ステージの最大継続時間を短くすることで、振動モータ１をスムーズに始動することができ、１ステージの最大継続時間が不変である場合に比べて振動モータ１の起動時の応答性を高めることができることを、本発明者らは検証することができた（検証の詳細については後述する）。

なお、１ステージの最大継続時間を最初は長時間で後ほど短時間となるように３段階以上に設定することも考えられる。

また、前記の例では、パターン１の１２０°通電を１回転、パターン２の１２０°通電を３回転実施しているが、各段階を何回転実施するかは適宜選択してよく、前述の例に限定されるものではない。

さらに、パターン１とパターン２の２段階の運転を行なわず、パターン１のみの運転で振動モータ１の初期起動を行なってもよい（後述のモード２，４を参照）。

最後に、通常運転（ステップＳ３）は、ＰＷＭ制御手段を実現するもので、ステップＳ１，２により起動された振動モータ１をＰＷＭ制御して回転駆動する。

以上説明したモータ駆動装置１０１、振動モータ１は、様々な電子機器に搭載することができる。例えば、電子機器が携帯電話機の場合であれば、モータ駆動装置１０１は図３のステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰返すことで、着信メロディにあわせた振動を発生させることができる（この場合、図３の処理開始のタイミング、ステップＳ３におけるＰＷＭ信号はマイクロコンピュータ１０４が制御回路１０３に与える）。本実施形態のモータ駆動装置１０１によれば、このような使用方法を行なっても、センサレス駆動のブラシレスモータである振動モータ１の起動時の応答性が高いため、発生させた振動が着信メロディに遅れることがなく、着信メロディに対する発生振動の高い追従性を実現することができる。

本発明者らは、前述の振動モータ１にモータ駆動装置１０１を適用して、比較対照実験を行なった。以下では、この比較対照実験の内容を説明する。

実験結果を図８に示す。本実験は、８つの異なる条件（モード１〜８の８パターン）で、それぞれモータ駆動装置１０１で振動モータ１を駆動して、モータ起動時の立上り性能を比較するものである。モード１〜４は本発明の実施例を示し、モード５〜８は従来例である。なお、マグネット２の磁極は２極である。

図８において、「時限付き運転」とあるのは、前述のステップＳ１，Ｓ２の１２０°通電を示していて、パターン１（ステップＳ１）、パターン２（ステップＳ２）に分けて示している。「時限付き運転」では、モータ駆動装置１０１で通電制御を行う際のＰＷＭ制御のデューティを１００％とした。

「時限なし運転」とあるのは、１２０°通電は行なうものの、前述のステップＳ１，Ｓ２とは異なり、一定時間ｔ_１（あるいはｔ_２）が経過しない限りは次ステージに移行しない従来方法の運転であることを示す。

「時限付き運転」において、例えば、“２ｍｓ×６（１回転）１２０°通電”とあるのは、前述の一定時間ｔ_１（あるいはｔ_２）が“２ｍｓ”で、“６”ステージ分すなわちモータ“１回転”分の運転を前述の“１２０°通電”で行なったことを示す。「時限なし運転」についても同様であるが、この場合は、一定時間ｔ_１（あるいはｔ_２）内に検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰの検出パターンに変化があっても次ステージに移行しないことは前述のとおりである。パターン２が空欄になっているモード２，４は、パターン１の運転のみを行い、パターン２の運転を行なわなかったことを示す。

「通常運転」とあるのは、ステップＳ３の通常運転であり、図５を参照して前述した１２０°通電をＰＷＭ制御のデューティを８０％として行った。この通常運転は、モード１〜８の全てにおいて同条件で行なった。

「回転数の変化」とあるのは、通電開始時点から４０ｍｓ，６０ｍｓ，９０ｍｓ経過時点でのそれぞれの振動モータ１の回転数を示している。なお、「未起動」とあるのは、その時点で振動モータ１が未だ回転を開始していないことを示す。

「立上り時間」とあるのは、通電開始時点から振動モータ１が定格回転数の５０％に達するまでに要する時間を示している。

なお、測定結果の各データは、図２の回路構成において、モータ駆動回路１０２の電源の電源電流を電流プローブでオシロスコープに取り込むことにより得たものである。すなわち、振動モータ１の回転数の上昇に反比例して、この電源電流は低下するので、起動電流を基準に、電流値が起動電流と定格電流との中間値（５０％）となった時点を定格回転数の５０％に達した点と判断し、通電開始時点から前記の定格回転数の５０％に達した点までの時間が、「立上り時間」となる。また、通電開始時点から４０ｍｓ，６０ｍｓ，９０ｍｓ経過時点での端子ＴＵ（あるいは端子ＴＶ又はＴＷ）の電圧出力波形の周期を計測することで、「回転数の変化」を測定することができる。

図８のモード１〜８の各結果は何れも３回分の測定値の平均値を示しており、各モード１〜８の測定回数１〜３における生データについては図９に示している。

図８の結果を見るに、モード５〜８は、いずれも各ステージの継続時間を一律に２ｍｓとして、ステージ数（回転数）を変えて「時限なし運転」を行ったものであるが、最も「立上り時間」が短時間であるモード５の場合でも「立上り時間」に７３ｍｓも要している。

これに対して、本実施例のモード１〜４は、いずれもモード５〜８に比べると大幅に「立上り時間」が短縮され、最も「立上り時間」に長時間を要したモード２，４の場合でも、モード５の場合のほぼ半分の時間にまで短縮されていることが分かる。

このことから、一定時間ｔ_１（あるいはｔ_２）内に検出信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰの検出パターンに変化があったときは、その一定時間ｔ_１（あるいはｔ_２）内であっても即座に次ステージに移行する「時限付き運転」の有効性は明らかである。

次に、本実施例の各モード１〜４を互いに比較すると、「立上り時間」の短縮に最も有効であったのは、まず、パターン１で一定時間ｔ_１を１０ｍｓとして振動モータを３回転し、その後、パターン２で一定時間ｔ_２を２ｍｓとして（パターン１の一定時間ｔ_１より短くして）振動モータ１を１回転したモード３の場合である。

パターン１のみで起動し、パターン１（一定時間ｔ_１）、パターン２（一定時間ｔ_２）の２段階での起動を行わないモード２，４の場合は、モード３の場合より「立上り時間」に長時間を要していることがわかる。

また、パターン１、パターン２の２段階で起動する場合であっても、パターン１の一定時間ｔ_１とパターン２の一定時間ｔ_２とをモード３の場合とは逆にした、すなわち、パターン２の一定時間ｔ_２をパターン１の一定時間ｔ_１より長くしたモード１の場合も、モード３の場合ほど「立上り時間」を短縮できないことが分かる。

このように、パターン２の一定時間ｔ_２をパターン１の一定時間ｔ_１より短くすることで、さらなる「立上り時間」の短縮を実現できることが検証できた。

このような結果が得られた理由は、パターン１が振動モータ１の起動初期であって回転数が少ないのに対して、パターン２ではある程度回転数が高まっているため、現モードをいつまでも維持するより、パターン２の一定時間ｔ_２をパターン１の場合の一定時間ｔ_１より短縮して早目に次モードに移行した方が、ロータ部の回転を加速する際のブレーキにならず、通常運転にスムーズに移行することができることが、要因の少なくとも１つになっているのではないかと本発明者らは推測する。

本発明の一実施形態のモータ駆動装置が対象とする振動モータの一構成例を示す概略縦断面図（ａ）、概略横断面図（ｂ）である。 本実施形態のモータ駆動装置の回路図である。 モータ駆動装置による振動モータの制御内容の概要を説明するフローチャートである。 パターン１の１２０°通電に関するサブルーチンのフローチャートである。 パターン１の１２０°通電における各モータコイルへの印加電圧波形を示すタイミングチャートである。 時間ｔの経過に対する振動モータロータ部回転数Ｎの推移を説明するグラフである。 パターン２の１２０°通電に関するサブルーチンのフローチャートである。 実施例の比較対象実験の結果を示す説明図である。 図８の結果における各測定回数のデータを示す説明図である。

符号の説明

１ 振動モータ
１０１ モータ駆動装置
１０２ モータ駆動回路
１１１，１１２，１１３ 位置検出回路
ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチング素子
Ｕ，Ｖ，Ｗ モータコイル

Claims (4)

1. 各モータコイルがスター結線されたインナーロータ型３相ブラシレスモータである振動モータをセンサレス駆動するモータ駆動装置において、
   前記各モータコイルへの通電をオン、オフする複数のスイッチング素子を備えたモータ駆動回路と、
   前記各モータコイルに発生する逆起電圧を検出して前記振動モータのロータ部位置をセンサレスで検出する位置検出回路と、
   前記振動モータの初期起動の際には、前記各モータコイルへの所定の通電パターンを複数ステージで順次変えることにより通電を行い、各ステージにあるときに予め設定された一定時間内に前記ロータ部位置検出があったときは次ステージに移行し、前記一定時間に前記ロータ部位置検出がなかったときも次ステージに移行する起動手段と、
   を備えていることを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記起動手段は、前記ステージが所定回数変わったときに予め設定された前記一定時間を短くなるように変更する、ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記初期起動後に前記モータ駆動回路を制御して前記振動モータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
4. 電子機器において、
   各モータコイルがスター結線されたインナーロータ型３相ブラシレスモータである振動モータと、
   前記振動モータを駆動する請求項１〜３のいずれかの一項に記載のモータ駆動装置と、
   を備えていることを特徴とする電子機器。
   
   

Images