JP3259878B2 - ブラシレスモータ - Google Patents
ブラシレスモータInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータに関
するものであり、特に回転速度の加減速時間を短縮しつ
つ消費電力を低減するブラシレスモータに関するもので
ある。
するものであり、特に回転速度の加減速時間を短縮しつ
つ消費電力を低減するブラシレスモータに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報の高速化に対応し、例えばデ
ィスク状記録媒体に記録された不連続で任意なデータを
読み込むのに必要な時間の短縮が強く望むまれてきてお
り、媒体を回転駆動するモータの回転速度の加減速の短
時間化が課題となっている。
ィスク状記録媒体に記録された不連続で任意なデータを
読み込むのに必要な時間の短縮が強く望むまれてきてお
り、媒体を回転駆動するモータの回転速度の加減速の短
時間化が課題となっている。
【０００３】図６はディスク状記録媒体を駆動するため
の従来のブラシレスモータの駆動制御装置であり、駆動
電源６より電源が投入されると、ブラシレスモータ１１
は永久磁石を備えたロータ２の磁極位置をホール素子等
のロータ位置検出手段３にて検出し、その検出信号に応
じて電子整流子手段４によりステータである電機子コイ
ル５に流れる電流を切り換えるように構成されており、
既知のブラシレスモータの回転原理によりロータ２は回
転駆動力を発生する。
の従来のブラシレスモータの駆動制御装置であり、駆動
電源６より電源が投入されると、ブラシレスモータ１１
は永久磁石を備えたロータ２の磁極位置をホール素子等
のロータ位置検出手段３にて検出し、その検出信号に応
じて電子整流子手段４によりステータである電機子コイ
ル５に流れる電流を切り換えるように構成されており、
既知のブラシレスモータの回転原理によりロータ２は回
転駆動力を発生する。
【０００４】このようなブラシレスモータを仕様回転数
範囲（１２００〜２４００rpm ）のＣＤ−ＲＯＭのディ
スクを回転駆動するスピンドルモータに用いた場合のト
ルク回転数及び電流特性を図７に示す。直流モータはそ
の回転速度に比例して電機子に逆起電力を生じるから回
転速度が増加するにしたがって電機子電流の上限はこれ
につれて減少してゆき、モータの発生トルクも減少して
いくため、モータの無負荷回転数は上限回転数２４００
rpm に対して高く設定する必要がある。
範囲（１２００〜２４００rpm ）のＣＤ−ＲＯＭのディ
スクを回転駆動するスピンドルモータに用いた場合のト
ルク回転数及び電流特性を図７に示す。直流モータはそ
の回転速度に比例して電機子に逆起電力を生じるから回
転速度が増加するにしたがって電機子電流の上限はこれ
につれて減少してゆき、モータの発生トルクも減少して
いくため、モータの無負荷回転数は上限回転数２４００
rpm に対して高く設定する必要がある。
【０００５】また、モータのトルク定数は無負荷回転数
が高いと小さく、低いと大きくなる関係があり、無負荷
回転数を高くすると消費電流が増加するから、これによ
ってトルクの上限が制限されてしまう。ＣＤ−ＲＯＭデ
ィスクは線速度（ＣＬＶ）を一定にする必要があるた
め、ディスク上のデータを読み込むトラックの回転中心
からの距離に反比例するよう回転速度を制御する必要が
ある。
が高いと小さく、低いと大きくなる関係があり、無負荷
回転数を高くすると消費電流が増加するから、これによ
ってトルクの上限が制限されてしまう。ＣＤ−ＲＯＭデ
ィスクは線速度（ＣＬＶ）を一定にする必要があるた
め、ディスク上のデータを読み込むトラックの回転中心
からの距離に反比例するよう回転速度を制御する必要が
ある。
【０００６】例えば、ディスクの内周のデータを読み込
む時は２４００rpm 程度に速く、また外周のデータを読
み込む時は１２００rpm 程度で回転する必要がある。こ
れは連続したデータを読み込む場合は、徐々に読み込み
トラックの位置を変えてゆけば良く、回転速度の変化も
緩で良いが、ディスク上をピックアップがアクセスして
不連続で任意のデータを検索するような場合は、読み込
みトラックの位置はランダムになるため、モータの回転
速度は積極的な加減速が必要となる。従って、このよう
な使用状態を考慮して従来では無負荷回転数を使用回転
域より余裕のある３６００rpm 程度に設定していた。
む時は２４００rpm 程度に速く、また外周のデータを読
み込む時は１２００rpm 程度で回転する必要がある。こ
れは連続したデータを読み込む場合は、徐々に読み込み
トラックの位置を変えてゆけば良く、回転速度の変化も
緩で良いが、ディスク上をピックアップがアクセスして
不連続で任意のデータを検索するような場合は、読み込
みトラックの位置はランダムになるため、モータの回転
速度は積極的な加減速が必要となる。従って、このよう
な使用状態を考慮して従来では無負荷回転数を使用回転
域より余裕のある３６００rpm 程度に設定していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図８は上記ブラシレス
モータをスピンドルモータとし、ＣＤ−ＲＯＭを所定の
プログラムに従って読み込みトラック位置を変化させて
行った時の回転数変化と電流変化とを時間経過に従って
描いたもので、概ね１８００rpm 程度の速度を中心にデ
ータの読込位置が内周及び外周に変化している。一方、
電流はモータの速度が一定の時は少なく、速度が変化す
る時は多く流れることが確認できる。データの読込位置
の変化は小幅な変化と大幅な変化とがあるが時間割合と
しては小幅な変化若しくは一定速度の割合が多く、平均
的な消費電流はこの小幅な変化の時の電流にほぼ等しく
なる。しかし、高い回転数域では逆起電力のため電機子
電流が十分に流れず、モータの発生トルクが大きくない
ため、読込みトラック位置が大幅に変化する場合には時
間がかかってしまう欠点がある。
モータをスピンドルモータとし、ＣＤ−ＲＯＭを所定の
プログラムに従って読み込みトラック位置を変化させて
行った時の回転数変化と電流変化とを時間経過に従って
描いたもので、概ね１８００rpm 程度の速度を中心にデ
ータの読込位置が内周及び外周に変化している。一方、
電流はモータの速度が一定の時は少なく、速度が変化す
る時は多く流れることが確認できる。データの読込位置
の変化は小幅な変化と大幅な変化とがあるが時間割合と
しては小幅な変化若しくは一定速度の割合が多く、平均
的な消費電流はこの小幅な変化の時の電流にほぼ等しく
なる。しかし、高い回転数域では逆起電力のため電機子
電流が十分に流れず、モータの発生トルクが大きくない
ため、読込みトラック位置が大幅に変化する場合には時
間がかかってしまう欠点がある。
【０００８】モータの回転速度の加減速時間はトルクに
反比例するからトルクを大きくすることが有効である
が、トルク定数を高くすると無負荷回転数が低くなり必
要な回転数ではむしろトルク不足になり逆効果であり、
トルク定数を下げながら電機子電流をより多く流してト
ルクを増やす必要がある。しかし電機子電流を増やすと
効率が悪くなると共にモータの発熱も増加し、最悪の場
合ディスクを加熱し、永久変形させてしまう問題点もあ
る。
反比例するからトルクを大きくすることが有効である
が、トルク定数を高くすると無負荷回転数が低くなり必
要な回転数ではむしろトルク不足になり逆効果であり、
トルク定数を下げながら電機子電流をより多く流してト
ルクを増やす必要がある。しかし電機子電流を増やすと
効率が悪くなると共にモータの発熱も増加し、最悪の場
合ディスクを加熱し、永久変形させてしまう問題点もあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、「 永久磁石を有するロータ
と、駆動電源に接続された電子整流子手段を介して通電
駆動される多相スター結線された電機子コイルを有する
ステータとを備えたブラシレスモータにおいて、前記ス
ター結線された各電機子コイルの各一端が共通に接続さ
れた中点への前記駆動電源からの通電を行なう通電手段
と、前記ロータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記通電手段の通電を切換制御する通電制御手段とを備
え、前記通電制御手段は、前記速度検出手段の出力する
検出信号が表す前記ロータの回転速度が所定の値以上で
ある状態の速度制御時にあっては、前記電機子コイルに
供給される駆動電流の限界値までの余裕に比例した最低
電圧であって、前記各電機子コイルの各他端と接地線と
の電位差である各端子電圧のうちの前記最低電圧が、第
１の所定の電圧よりも小さい時に、前記各電機子コイル
の前記中点に通電するように制御し、また、前記各電機
子コイルの各他端と接地線との電位差である各端子電圧
のうちの最低電圧が、前記第１の所定の電圧より高い第
２の所定の電圧よりも高くなったら前記通電を遮断する
よう制御することを特徴とするブラシレスモータ。」を
提供するものである。
てなされたものであり、「 永久磁石を有するロータ
と、駆動電源に接続された電子整流子手段を介して通電
駆動される多相スター結線された電機子コイルを有する
ステータとを備えたブラシレスモータにおいて、前記ス
ター結線された各電機子コイルの各一端が共通に接続さ
れた中点への前記駆動電源からの通電を行なう通電手段
と、前記ロータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記通電手段の通電を切換制御する通電制御手段とを備
え、前記通電制御手段は、前記速度検出手段の出力する
検出信号が表す前記ロータの回転速度が所定の値以上で
ある状態の速度制御時にあっては、前記電機子コイルに
供給される駆動電流の限界値までの余裕に比例した最低
電圧であって、前記各電機子コイルの各他端と接地線と
の電位差である各端子電圧のうちの前記最低電圧が、第
１の所定の電圧よりも小さい時に、前記各電機子コイル
の前記中点に通電するように制御し、また、前記各電機
子コイルの各他端と接地線との電位差である各端子電圧
のうちの最低電圧が、前記第１の所定の電圧より高い第
２の所定の電圧よりも高くなったら前記通電を遮断する
よう制御することを特徴とするブラシレスモータ。」を
提供するものである。
【００１０】
【実施例】以下に本発明に係わるブラシレスモータの一
実施例を図１乃至図５を参照して詳細に説明する。尚、
説明の便宜上、先に示した構成部材と同一構成部材に対
しては同一の符号を付して説明する。
実施例を図１乃至図５を参照して詳細に説明する。尚、
説明の便宜上、先に示した構成部材と同一構成部材に対
しては同一の符号を付して説明する。
【００１１】図１は本発明によるブラシレスモータのブ
ロック図、図２は本発明の回路図であり、多相スター結
線されたステータである電機子コイル５の中点は図２に
併せて示す如くトランジスタＱ31と抵抗Ｒ33とで構成さ
れる通電手段７を介してＶCC１２Ｖの電源６の一端に接
続されており、抵抗Ｒ38とトランジスタＱ38で構成され
る通電制御手段８が出力する通電制御信号により通電ま
たは非通電の制御がなされる。従って、非通電状態では
電機子コイル５の中点は電気的に浮いた状態なってお
り、ブラシレスモータの全波駆動動作をなす。また、通
電状態では電機子コイル５の中点は電気的に駆動電源６
の一端に接続された状態になり、ブラシレスモータの半
波駆動動作をなす。なお、図２中のロータ位置検出手段
３はロータ２の磁極位置を検出する３個のホール素子Ｈ
Ｇ1 ，ＨＧ2 ，ＨＧ3 から構成され、電子整流子手段４
を介して駆動電源６に接続されている。
ロック図、図２は本発明の回路図であり、多相スター結
線されたステータである電機子コイル５の中点は図２に
併せて示す如くトランジスタＱ31と抵抗Ｒ33とで構成さ
れる通電手段７を介してＶCC１２Ｖの電源６の一端に接
続されており、抵抗Ｒ38とトランジスタＱ38で構成され
る通電制御手段８が出力する通電制御信号により通電ま
たは非通電の制御がなされる。従って、非通電状態では
電機子コイル５の中点は電気的に浮いた状態なってお
り、ブラシレスモータの全波駆動動作をなす。また、通
電状態では電機子コイル５の中点は電気的に駆動電源６
の一端に接続された状態になり、ブラシレスモータの半
波駆動動作をなす。なお、図２中のロータ位置検出手段
３はロータ２の磁極位置を検出する３個のホール素子Ｈ
Ｇ1 ，ＨＧ2 ，ＨＧ3 から構成され、電子整流子手段４
を介して駆動電源６に接続されている。
【００１２】即ち、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 でバイアスされたホ
ール素子ＨＧ1 ，ＨＧ2 ，ＨＧ3 の各出力はＱ1 〜Ｑ6
で構成した差動増幅器で適宜増幅されそれぞれのトラン
ジスタのコレクタに出力が現れる。これらはＱ7 〜Ｑ9
で構成された３入力差動増幅器で各々のベース電位に応
じてトランジスタのコレクタにトランジスタＱ20から供
給される電流を分配して出力する。定性的には最もベー
ス電位の高いトランジスタのコレクタにトランジスタＱ
20の電流が出力され他のトランジスタのコレクタには電
流が出力されないから、ロータ２の回転に伴って順次電
圧の高さが変化してゆき、これに従ってコレクタ電流の
現われるトランジスタも順次切り替わっていく。
ール素子ＨＧ1 ，ＨＧ2 ，ＨＧ3 の各出力はＱ1 〜Ｑ6
で構成した差動増幅器で適宜増幅されそれぞれのトラン
ジスタのコレクタに出力が現れる。これらはＱ7 〜Ｑ9
で構成された３入力差動増幅器で各々のベース電位に応
じてトランジスタのコレクタにトランジスタＱ20から供
給される電流を分配して出力する。定性的には最もベー
ス電位の高いトランジスタのコレクタにトランジスタＱ
20の電流が出力され他のトランジスタのコレクタには電
流が出力されないから、ロータ２の回転に伴って順次電
圧の高さが変化してゆき、これに従ってコレクタ電流の
現われるトランジスタも順次切り替わっていく。
【００１３】例えば、トランジスタＱ7 のベース電位が
トランジスタＱ8 ，Ｑ9 のそれよりも高い場合は、トラ
ンジスタＱ20のコレクタ電流の殆どはトランジスタＱ7
のコレクタに出力され、トランジスタＱ21，Ｑ22で構成
されるカレントミラー回路で反転されパワートランジス
タＱ16のベースに電流が流れ込みこれを導通状態にす
る。そして、パワートランジスタＱ16が導通状態になる
とこれに接続された電機子コイル５が駆動される。同様
にしてトランジスタＱ8 のベース電位が高い場合は、パ
ワートランジスタＱ17が、またトランジスタＱ9 のベー
ス電位が高い場合は、パワートランジスタＱ18が導通状
態になり、それぞれに接続された電機子コイル５が駆動
される。
トランジスタＱ8 ，Ｑ9 のそれよりも高い場合は、トラ
ンジスタＱ20のコレクタ電流の殆どはトランジスタＱ7
のコレクタに出力され、トランジスタＱ21，Ｑ22で構成
されるカレントミラー回路で反転されパワートランジス
タＱ16のベースに電流が流れ込みこれを導通状態にす
る。そして、パワートランジスタＱ16が導通状態になる
とこれに接続された電機子コイル５が駆動される。同様
にしてトランジスタＱ8 のベース電位が高い場合は、パ
ワートランジスタＱ17が、またトランジスタＱ9 のベー
ス電位が高い場合は、パワートランジスタＱ18が導通状
態になり、それぞれに接続された電機子コイル５が駆動
される。
【００１４】さらに、トランジスタＱ10〜Ｑ12も別の３
入力差動増幅器を構成しており、トランジスタＱ10のベ
ース電圧が高い場合はパワートランジスタＱ13が、トラ
ンジスタＱ11のベース電位が高い場合はパワートランジ
スタＱ14が導通状態になり、さらにトランジスタＱ12の
ベース電位が高い場合はパワートランジスタＱ15が導通
状態になりそれぞれに接続された電機子コイル５が駆動
される。これらは電気角で１２０度毎に順次切り替わる
ようホール素子を配置することにより、ロータ２の回転
に伴い電機子コイル５は回転磁界を発生し、ロータ２を
回転駆動し続ける。例えば、トランジスタＱ13とＱ11が
同時に導通状態になると電機子コイル５のうち二つが直
列に接続されて電流路が形成され、トランジスタＱ13の
コレクタから第１の電機子コイルに電流が流れ中点を経
由して第２の電機子コイルに電流が流れ、トランジスタ
Ｑ17のコレクタに流れ込む。同様にして６通りの電流路
が順次形成されるが必ず二つのコイルが中点を経由して
直列に電流が流れる。
入力差動増幅器を構成しており、トランジスタＱ10のベ
ース電圧が高い場合はパワートランジスタＱ13が、トラ
ンジスタＱ11のベース電位が高い場合はパワートランジ
スタＱ14が導通状態になり、さらにトランジスタＱ12の
ベース電位が高い場合はパワートランジスタＱ15が導通
状態になりそれぞれに接続された電機子コイル５が駆動
される。これらは電気角で１２０度毎に順次切り替わる
ようホール素子を配置することにより、ロータ２の回転
に伴い電機子コイル５は回転磁界を発生し、ロータ２を
回転駆動し続ける。例えば、トランジスタＱ13とＱ11が
同時に導通状態になると電機子コイル５のうち二つが直
列に接続されて電流路が形成され、トランジスタＱ13の
コレクタから第１の電機子コイルに電流が流れ中点を経
由して第２の電機子コイルに電流が流れ、トランジスタ
Ｑ17のコレクタに流れ込む。同様にして６通りの電流路
が順次形成されるが必ず二つのコイルが中点を経由して
直列に電流が流れる。
【００１５】ここで、電機子コイル５の中点が浮いた前
者の状態を高効率モード、また電機子コイル５の中点が
駆動電源６に接続された後者の状態を高トルクモードと
呼び、以下この点に関して具体的に説明する。
者の状態を高効率モード、また電機子コイル５の中点が
駆動電源６に接続された後者の状態を高トルクモードと
呼び、以下この点に関して具体的に説明する。
【００１６】高効率モードでは電気子コイル５は必ず二
つの相が直列に接続されて電機子電流を流すから、同じ
電流で発生するトルクは二コイル分となり相対的に大き
くなるが、電機子抵抗と逆起電力も二コイル分となり無
負荷回転数は上記した如く低くなり、本実施例では使用
回転域よりやや高い２８００rpm 程度になるように電機
子コイル５の線径や巻数を選択することにより設定して
おり、消費電力を低くおさえている。
つの相が直列に接続されて電機子電流を流すから、同じ
電流で発生するトルクは二コイル分となり相対的に大き
くなるが、電機子抵抗と逆起電力も二コイル分となり無
負荷回転数は上記した如く低くなり、本実施例では使用
回転域よりやや高い２８００rpm 程度になるように電機
子コイル５の線径や巻数を選択することにより設定して
おり、消費電力を低くおさえている。
【００１７】高トルクモードでは電機子コイル５は一つ
の相のみに電機子電流が流れるから同じ電流で発生する
トルクは一コイル分であるため相対的に小さくなり、概
略トルク定数は高効率モードの１／２になる。しかし、
電機子抵抗と逆起電力も一コイル分であり、無負荷回転
数は概略２倍の５０００rpm 程度となり、使用回転域で
のトルクは図３に示す如く大きくなる。
の相のみに電機子電流が流れるから同じ電流で発生する
トルクは一コイル分であるため相対的に小さくなり、概
略トルク定数は高効率モードの１／２になる。しかし、
電機子抵抗と逆起電力も一コイル分であり、無負荷回転
数は概略２倍の５０００rpm 程度となり、使用回転域で
のトルクは図３に示す如く大きくなる。
【００１８】また、モータの速度検出手段９は２０００
rpm 以上の回転速度になると高回転モードの信号を通電
制御手段８に出力する。この速度検出手段９は図２で示
すようにモータの回転速度に比例した周波数のＦＧ信号
を出力する周波数発電機と、その周波数に比例した電圧
に変換する周波数電圧変換手段と、周波数電圧変換手段
より出力される電圧と設定された電圧とを比較する電圧
比較器とで構成されており、設定電圧は概略２０００rp
m の回転速度に相当する周波数電圧変換手段の出力電圧
にほぼ等しく選択する。
rpm 以上の回転速度になると高回転モードの信号を通電
制御手段８に出力する。この速度検出手段９は図２で示
すようにモータの回転速度に比例した周波数のＦＧ信号
を出力する周波数発電機と、その周波数に比例した電圧
に変換する周波数電圧変換手段と、周波数電圧変換手段
より出力される電圧と設定された電圧とを比較する電圧
比較器とで構成されており、設定電圧は概略２０００rp
m の回転速度に相当する周波数電圧変換手段の出力電圧
にほぼ等しく選択する。
【００１９】電機子電圧検出手段１０は図２に示すよう
に、例えばダイオードＱ32，Ｑ33，Ｑ34，トランジスタ
Ｑ35，Ｑ36，Ｑ37及び抵抗Ｒ31，Ｒ32，Ｒ34〜Ｒ37で構
成されており、電気子コイル５の各コイル端子の接地線
との電圧差が最も小さい最低電圧を検出しこれを通電制
御手段８に出力する。即ち、最低電圧がＲ32，Ｒ34で設
定された電圧より高ければトランジスタＱ35，Ｑ36，Ｑ
37は導通し、通電制御手段８のトランジスタＱ38のベー
ス電圧を速度検出手段９の出力に関わらず低くするよう
に作用するため、トランジスタＱ38はオフ状態となり当
然通電手段７のトランジスタＱ31のべースには電圧が印
加されることがなくオフ状態となって高効率モードが維
持される。
に、例えばダイオードＱ32，Ｑ33，Ｑ34，トランジスタ
Ｑ35，Ｑ36，Ｑ37及び抵抗Ｒ31，Ｒ32，Ｒ34〜Ｒ37で構
成されており、電気子コイル５の各コイル端子の接地線
との電圧差が最も小さい最低電圧を検出しこれを通電制
御手段８に出力する。即ち、最低電圧がＲ32，Ｒ34で設
定された電圧より高ければトランジスタＱ35，Ｑ36，Ｑ
37は導通し、通電制御手段８のトランジスタＱ38のベー
ス電圧を速度検出手段９の出力に関わらず低くするよう
に作用するため、トランジスタＱ38はオフ状態となり当
然通電手段７のトランジスタＱ31のべースには電圧が印
加されることがなくオフ状態となって高効率モードが維
持される。
【００２０】このように速度が制御されている状態でこ
の最低電圧は駆動電流の余裕に比例し、概略最低電圧が
１Ｖ以下である場合は駆動電流の限界にあるから、この
ような状態ではトランジスタＱ35，Ｑ36，Ｑ37は非導通
で、かつ高回転モードで速度検出手段９の出力が高電位
であれば通電制御手段８のトランジスタＱ38はオン状態
となり当然通電手段７のトランジスタＱ31のべースに電
圧が印加されることにより、電機子コイル５の中点は上
記したように電気的に駆動電源６の一端に接続された状
態となり高トルクモードに切り替わりモータトルクが大
となる。
の最低電圧は駆動電流の余裕に比例し、概略最低電圧が
１Ｖ以下である場合は駆動電流の限界にあるから、この
ような状態ではトランジスタＱ35，Ｑ36，Ｑ37は非導通
で、かつ高回転モードで速度検出手段９の出力が高電位
であれば通電制御手段８のトランジスタＱ38はオン状態
となり当然通電手段７のトランジスタＱ31のべースに電
圧が印加されることにより、電機子コイル５の中点は上
記したように電気的に駆動電源６の一端に接続された状
態となり高トルクモードに切り替わりモータトルクが大
となる。
【００２１】尚、１度高トルクモードとなるとトランジ
スタＱ36がオフ状態となりトランジスタＱ35のベース電
圧が高くなるように作用し電機子電圧が十分高く、例え
ば電源電圧の１／２より高くなるまでモードは切り替わ
ることはない。このように加減速が終了し一定速度にな
ると必要トルクが小さくなり最低電圧が上昇し上記した
電圧より高くなったら高効率モードに戻すように構成し
ている。
スタＱ36がオフ状態となりトランジスタＱ35のベース電
圧が高くなるように作用し電機子電圧が十分高く、例え
ば電源電圧の１／２より高くなるまでモードは切り替わ
ることはない。このように加減速が終了し一定速度にな
ると必要トルクが小さくなり最低電圧が上昇し上記した
電圧より高くなったら高効率モードに戻すように構成し
ている。
【００２２】図４は上記構成によって高効率モードから
高トルクモードに、そしてまた高効率モードに戻る時点
での最低電圧、電機子電流の様子を示したものである。
このように構成することにより、通常は高効率モードで
回転駆動され、例えば装置がディスクの最内周を読み取
っている高回転域より最外周近傍に移動するようなトラ
ッキングの大幅な変化時のみ高トルクモードに切り替わ
るようになる。
高トルクモードに、そしてまた高効率モードに戻る時点
での最低電圧、電機子電流の様子を示したものである。
このように構成することにより、通常は高効率モードで
回転駆動され、例えば装置がディスクの最内周を読み取
っている高回転域より最外周近傍に移動するようなトラ
ッキングの大幅な変化時のみ高トルクモードに切り替わ
るようになる。
【００２３】ここで、本発明構成によってＣＤ−ＲＯＭ
のスピンドルモータとして回転速度の加減速時間を短縮
しつつ消費電力を低減する点について説明する。図５は
本発明構成のブラシレスモータをスピンドルモータとし
てＣＤ−ＲＯＭを所定のプログラムに従って読み込みト
ラック位置で変化させて行った時の回転数変化と電流変
化とを時間経過に従って描いたもので、従来例と同様に
概１８００rpm 程度の速度を中心としてデータの読込み
位置が内外周に変化している。上記したように小幅な変
化若しくは一定速度では高効率モードであり、従来例と
比較してトルク定数が２５％高いため平均的な消費電流
は２５％少なくなっている。しかし、読込みトラック位
置の大幅な変化時には高トルクモードに切り替わるた
め、電機子電流が十分に流れてモータの発生トルクが大
きいため、加減速時間は短縮されている。
のスピンドルモータとして回転速度の加減速時間を短縮
しつつ消費電力を低減する点について説明する。図５は
本発明構成のブラシレスモータをスピンドルモータとし
てＣＤ−ＲＯＭを所定のプログラムに従って読み込みト
ラック位置で変化させて行った時の回転数変化と電流変
化とを時間経過に従って描いたもので、従来例と同様に
概１８００rpm 程度の速度を中心としてデータの読込み
位置が内外周に変化している。上記したように小幅な変
化若しくは一定速度では高効率モードであり、従来例と
比較してトルク定数が２５％高いため平均的な消費電流
は２５％少なくなっている。しかし、読込みトラック位
置の大幅な変化時には高トルクモードに切り替わるた
め、電機子電流が十分に流れてモータの発生トルクが大
きいため、加減速時間は短縮されている。
【００２４】尚、本実施例の構成において、ロータ位置
検出手段３にはホール素子を用いた構成で説明したが、
例えば電機子コイルの誘起電圧に応じてロータの位置を
検出する方法や別に設けた速度検出用の周波数発電機の
出力信号に応じてロータの位置を検出する方法などで構
成しても本発明特有の効果は損われることはない。ま
た、例えば起動時などで高効率モードだけで起動したい
場合など、適宜な場合にモード切替え禁止手段を適宜付
加するなど本実施例を逸脱しない限り種々の態様を付加
することも可能である。
検出手段３にはホール素子を用いた構成で説明したが、
例えば電機子コイルの誘起電圧に応じてロータの位置を
検出する方法や別に設けた速度検出用の周波数発電機の
出力信号に応じてロータの位置を検出する方法などで構
成しても本発明特有の効果は損われることはない。ま
た、例えば起動時などで高効率モードだけで起動したい
場合など、適宜な場合にモード切替え禁止手段を適宜付
加するなど本実施例を逸脱しない限り種々の態様を付加
することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係わるブラシレス
モータによると、速度の加減速時間を短縮するための高
トルクモードと、消費電力の少ない高効率モードとを回
転速度と電機子コイルの各端子電圧に応じて自動的に切
り替わるように構成したため、例えばＣＤ−ＲＯＭディ
スクを再生する時等、大きなトルクを必要としない小幅
の範囲の加減速は高効率モードで消費電力を少なくし
得、またディスクの内周から外周へ大きくトラッキング
して大幅な加減速を行う必要がある場合は、大きなトル
クを得ると共に加減速時間を短縮することができ、かつ
消費電力をも低減し得る。
モータによると、速度の加減速時間を短縮するための高
トルクモードと、消費電力の少ない高効率モードとを回
転速度と電機子コイルの各端子電圧に応じて自動的に切
り替わるように構成したため、例えばＣＤ−ＲＯＭディ
スクを再生する時等、大きなトルクを必要としない小幅
の範囲の加減速は高効率モードで消費電力を少なくし
得、またディスクの内周から外周へ大きくトラッキング
して大幅な加減速を行う必要がある場合は、大きなトル
クを得ると共に加減速時間を短縮することができ、かつ
消費電力をも低減し得る。
【００２６】また更に、高効率モード状態でも必要なト
ルクが得られるようなモータの回転速度が低い場合に
は、高効率モードとなるから、例えば起動加速時の消費
電力も増加するようなこともないなどの特長を有する。
ルクが得られるようなモータの回転速度が低い場合に
は、高効率モードとなるから、例えば起動加速時の消費
電力も増加するようなこともないなどの特長を有する。
【図１】本発明のブラシレスモータの一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の具体的な回路図である。
【図３】本発明の実施例によるトルク回転数、電流特性
図である。
図である。
【図４】モード切替え時の最低電圧遷移図である。
【図５】本発明の一実施例の電流通電タイミング図であ
る。
る。
【図６】従来のブラシレスモータのブロック図である。
【図７】従来のトルク回転数、電流特性図である。
【図８】従来の電流通電タイミング図である。
１…ブラシレスモータ、２…ロータ、３…ロータ位置検
出手段、４…電子整流子手段、５…電機子コイル、６…
駆動電源、７…通電手段、８…通電制御手段、９…速度
検出手段、１０…電機子電圧検出手段。
出手段、４…電子整流子手段、５…電機子コイル、６…
駆動電源、７…通電手段、８…通電制御手段、９…速度
検出手段、１０…電機子電圧検出手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 6/00 - 6/24 H02P 5/00 H02P 5/28 - 5/44 H02P 7/00 - 7/01 H02P 7/36 - 7/66
Claims (1)
- 【請求項１】永久磁石を有するロータと、 駆動電源に接続された電子整流子手段を介して通電駆動
される多相スター結線された電機子コイルを有するステ
ータとを備えたブラシレスモータにおいて、 前記スター結線された各電機子コイルの各一端が共通に
接続された中点への前記駆動電源からの通電を行なう通
電手段と、 前記ロータの回転速度を検出する速度検出手段と、 前記通電手段の通電を切換制御する通電制御手段とを備
え、 前記通電制御手段は、前記速度検出手段の出力する検出
信号が表す前記ロータの回転速度が所定の値以上である
状態の速度制御時にあっては、前記電機子コイルに供給
される駆動電流の限界値までの余裕に比例した最低電圧
であって、前記各電機子コイルの各他端と接地線との電
位差である各端子電圧のうちの前記最低電圧が、第１の
所定の電圧よりも小さい時に、前記各電機子コイルの前
記中点に通電するように制御し、また、前記各電機子コ
イルの各他端と接地線との電位差である各端子電圧のう
ちの最低電圧が、前記第１の所定の電圧より高い第２の
所定の電圧よりも高くなったら前記通電を遮断するよう
制御することを特徴とするブラシレスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19497194A JP3259878B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ブラシレスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19497194A JP3259878B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ブラシレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847282A JPH0847282A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3259878B2 true JP3259878B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16333397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19497194A Expired - Fee Related JP3259878B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | ブラシレスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259878B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007043289A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Toshiba Corp | 増幅回路とこれを用いたフィルタ及び無線通信装置 |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP19497194A patent/JP3259878B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0847282A (ja) | 1996-02-16 |
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