JP3394765B2 - 無整流子直流電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無整流子直流電動機
に関し、さらに詳しくは永久磁石回転子の回転位置を検
出するためのホール素子の如き位置検出素子を不要とし
た無整流子直流電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無整流子直流電動機はブラシ付の直流電
動機に比べ機械的接点を持たないため長寿命であると同
時に電気的雑音も少なく、近年、高信頼性が要求される
産業用機器や映像・音響機器に広く応用されている。従
来、この種の無整流子直流電動機はそのほとんどが固定
子巻線の通電相切換えのために、ブラシに相当する回転
子位置検出素子（例えばホール素子）を使用している。
しかしながら、位置検出素子自体決して安価なものでは
なく、さらに素子の取付け位置調整の煩雑さや配線数の
増加により、無整流子直流電動機はブラシ付直流電動機
に比べて大幅にコストが上昇する欠点がある。

【０００３】また、電動機内部に位置検出素子を取り付
けなければならないため構造上の制約が起こることがし
ばしばある。近年、機器の小型化に伴い使用される電動
機も小型かつ薄型化され、ホール素子等の位置検出素子
を取り付ける場所的余裕がなくなってきている。そこ
で、ホール素子の如き位置検出素子の全くない無整流子
直流電動機が、従来よりいくつか提案されている。例え
ば特開昭５５−１６０９８０号公報に示されるような、
固定子巻線に電流を一方向だけに供給する、いわゆる半
波駆動方式の無整流子直流電動機がある。これは起動時
に起動回路で特定の固定子巻線相のみを付勢して回転子
の位置決めを予め行い、次に３相の固定子巻線のうち休
止中の２つの固定子巻線に誘起される逆起電力を検出し
て、その検出信号を演算処理することによって次の通電
相を決定し、固定子巻線に電流を一方向だけに順次供給
するものである。

【０００４】また、例えば特開昭６２−２６０５８６号
公報に示されるような、固定子巻線に電流を両方向に供
給する、いわゆる全波駆動方式の無整流子直流電動機が
ある。これは電動機の起動時には起動パルス発生回路の
出力する起動パルスで固定子巻線に流れる電流を強制的
に順次切換えて駆動し、回転子の回転が上昇して固定子
巻線に逆起電力が誘起されたときに逆起電力のゼロクロ
ス点を検出し、その出力信号をモノマルチで一定時間だ
け遅延させることによって通電のタイミングを決定する
ものである。

【０００５】以下、従来例の駆動波形について図２およ
び図３を参照しながら説明する。図２は無整流子直流電
動機を構成する電力供給手段の一実施の形態を示す回路
構成図、図３は従来例におけるその各部信号波形図であ
る。図２において、２７は永久磁石回転子、１１，１
２，１３は固定子巻線、２１，２２，２３，２４，２
５，２６は駆動用トランジスタで、これらのトランジス
タをオン・オフすることにより固定子巻線１１，１２，
１３に電流を供給する。そのうち、２１，２２，２３は
ＰＮＰトランジスタ、２４，２５，２６はＮＰＮトラン
ジスタで構成されている。２０は電源である。一般に無
整流子直流電動機の駆動は、永久磁石回転子２７の回転
位置に応じて得られる６相のパルス信号を駆動用トラン
ジスタ２１，２６，２２，２４，２３，２５の各ベース
に印加して行われる。その６相のパルス信号波形を図３
のｄ〜ｉに示す。ただし、各トランジスタのベースに加
えられる信号の方向はＰＮＰトランジスタ２１，２２，
２３には電流が流出する方向に、ＮＰＮトランジスタ２
４，２５，２６には電流が流入する方向に加えられる。
まず、トランジスタ２１，２５が導通して固定子巻線１
１，１２に電流が流れる。次にトランジスタ２１，２６
が導通して固定子巻線１１，１３に電流が流れる。この
ような相切換え動作を順次行い、永久磁石回転子２７を
回転させる。そのときの固定子巻線１１，１２，１３に
は図３のｊ，ｋ，ｌに示す電流が両方向に通電される。
また、永久磁石回転子２７が回転している状態では、固
定子巻線１１，１２，１３の各端子には図３のａ，ｂ，
ｃに示す電圧（逆起電力）が誘起される。６相のパルス
信号ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは永久磁石回転子２７の回
転位置信号に相当し、逆起電力ａ，ｂ，ｃの波形とは図
３に示すような位相関係にあり電気角で３０度だけ位相
が異なることに注意すべきである。例えば特開昭６２−
２６０５８６号公報では、固定子巻線に誘起された逆起
電力のゼロクロス点を検出し、その出力信号をモノマル
チを用いることによって一定時間だけ遅延させて通電の
タイミングを決定している。また、６相の回転位置信号
ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは矩形波状であるため、固定子
巻線に流れる電流波形も通電幅がほぼ１２０度（電気
角）の矩形波状となり、固定子巻線に流れる電流は急峻
にオン・オフされることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】位置検出素子のない無
整流子直流電動機は、基本的には固定子巻線に誘起され
る逆起電力を利用して、固定子巻線の相切換えに必要な
回転位置信号を作成している。しかしながら、起動時に
は回転子が静止しているため各固定子巻線には逆起電力
が発生していない。そこで、上述した従来技術に示され
る無整流子直流電動機にあっては、起動用に特別な起動
回路を設けている、特開昭５５−１６０９８０号公報で
は、特定の固定子巻線のみを付勢して予め回転子の初期
位置を決定している。ところが初期位置を決定するため
に、固定子巻線の１相のみを付勢しても回転子の位置は
振動的となりなかなか静止せず、その結果起動時間が長
くなる。

【０００７】また、特開昭６２−２６０５８６号公報で
は、起動回路の発生する出力パルスにより固定子巻線を
強制的に順次切換えている。しかし、固定子巻線を強制
的に順次切換えても回転子の回転は同じく振動的とな
る。したがって、検出回路で逆起電力のゼロクロス点を
うまく検出できても、固定子巻線を強制的に順次切換え
て駆動する起動モードから逆起電力のゼロクロス点を検
出して行う正規の位置検出モードにはうまく切換えるこ
とが困難である。すなわち、起動モードから正規の位置
検出モードヘの切換えのタイミングが難しく、結果とし
て電動機の起動時間が長くなる。一般に、これら回転子
位置検出素子のない無整流子直流電動機は起動時におい
ては回転子が静止しているため、各固定子巻線には逆起
電力を発生していない。そのため、初期の通電相が定ま
らず、位置検出素子付の電動機に比べると起動性が著し
く劣るという問題点がある。

【０００８】さらに、これら位置検出素子のない無整流
子直流電動機は、起動時においては相切換えを強制的に
行うため一種の同期電動機と考えられ、起動に適した相
切換えの周波数は電動機に加わる負荷の大きさや回転子
の慣性によって大きくばらつく。場合によっては、いつ
までも固定子巻線に誘起される逆起電力のゼロクロス点
をうまく検出できず、固定子巻線を強制的に順次切換え
て駆動する起動モードから、逆起電力のゼロクロス点を
検出して行う正規の位置検出モードになかなか移行でき
ないという問題点がある。

【０００９】さらに前者の先行技術に示される無整流子
直流電動機にあっては、固定子巻線の一方向だけに電流
を供給する半波駆動方式であるため、その駆動回路を簡
単に構成できる反面、固定子巻線に流れる電流を両方向
に流れるように構成した全波駆動方式の電動機に比べる
と固定子巻線の利用率が低くて効率が悪く、発生トルク
も小さいという問題点がある。また後者の先行技術に示
される無整流子直流電動機にあっては、固定子巻線に誘
起される逆起電力のゼロクロス点で発生されたパルス
を、モノマルチで一定時間だけ遅延させることにより通
電相を決定する方式であり、その遅延時間が電動機の回
転数と無関係に一定であるため、回転数を変える必要が
ある用途には向かず適用性に乏しいという問題点があ
る。また、両先行技術に示される無整流子直流電動機に
あっては、固定子巻線に流れる駆動電流は通電幅がほぼ
１２０度（電気角）の矩形波となる。そのため、切換え
に伴うスパイク状電圧を低減するために実際には比較的
大きなコンデンサを含むフィルタが固定子巻線の通電端
子に必要となる。また、固定子巻線に流れる電流が急峻
にオン・オフされるため、回転時に振動，騒音を発生し
やすいという欠点を有し、しかも電動機を高速回転で使
用するほどその傾向が著しいという問題点がある。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑み、回転子位置
検出素子の不要な無整流子直流電動機でありながら、特
別な起動回路を設けることなく良好な起動特性の得られ
る無整流子直流電動機を提供することを目的としてい
る。さらに本発明は、固定子巻線に流れる電流を両方向
に流れるように構成した全波駆動方式の無整流子直流電
動機を提供することを目的としている。さらに本発明
は、電動機の回転数を任意に変えることが可能な無整流
子直流電動機を提供することを目的としている。さらに
本発明は、従来技術に示された無整流子直流電動機に必
要とされるような大きなコンデンサを含むフィルタ回路
が不要で、高速回転時にも振動，騒音の極めて少ない無
整流子直流電動機を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の無整流子直流電
動機の構成では、上記目的を達成するために、３相の固
定子巻線を有し、前記固定子巻線に生じる逆起電力を検
出し、該検出された逆起電力に基づき前記固定子巻線に
両方向の電流を供給する無整流子直流電動機であって、
３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力のうちで
１相の前記固定子巻線に生じる逆起電力の検出動作を行
う毎に、逆起電力に応動したパルス信号である逆起電力
応動パルス信号を発生し、かつ、次に検出すべき前記固
定子巻線を順次変更する手段と、前記逆起電力応動パル
ス信号に基づき３相の前記固定子巻線への通電状態を順
次切り換える手段と、を含んで構成され、さらに、前記
固定子巻線への通電状態を順次切り換える手段は、前記
逆起電力応動パルス信号に基づき順次状態変化する循環
的なカウンタを有する手段と、前記循環的なカウンタを
有する手段のカウンタ状態に基づき６相の回転位置信号
を作成する手段と、前記回転位置信号を作成する手段の
６相の前記回転位置信号に基づき３相の前記固定子巻線
への通電状態を順次切り換えて電力を供給する手段と、
を含んで構成され、前記固定子巻線を順次変更する手段
は、前記逆起電力応動パルス信号の発生直後から所要時
間だけ遅延して遅延パルスを発生する手段と、３相の前
記固定子巻線に生じる３相の逆起電力の６個のゼロクロ
ス点のうちの１個を前記循環的なカウンタを有する手段
の出力信号に基づき順次選択し、前記遅延パルスの発生
後に新たな選択検出動作を行って前記逆起電力応動パル
ス信号を作成する手段と、を含んで構成されている。

【００１２】また、本発明の別の観点の無整流子直流電
動機の構成では、上記目的を達成するために、３相の固
定子巻線を有し、前記固定子巻線に生じる逆起電力を検
出し、該検出された逆起電力に基づき前記固定子巻線に
両方向の電流を供給する無整流子直流電動機であって、
３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力のうちで
１相の前記固定子巻線に生じる逆起電力の検出動作を行
う毎に、逆起電力に応動したパルス信号である逆起電力
応動パルス信号を発生し、かつ、次に検出すべき前記固
定子巻線を順次変更する手段と、前記逆起電力応動パル
ス信号に基づき３相の前記固定子巻線への通電状態を順
次切り換える手段と、を含んで構成され、さらに、前記
固定子巻線への通電状態を順次切り換える手段は、前記
逆起電力応動パルス信号に基づき順次状態変化する循環
的なカウンタを有する手段と、前記逆起電力応動パルス
信号に基づき滑らかに変化する波形信号を作成する手段
と、前記循環的なカウンタを有する手段の複数相のパル
ス信号と前記波形信号を作成する手段の前記波形信号と
を合成して６相の回転位置信号を作成する手段と、前記
回転位置信号を作成する手段の６相の前記回転位置信号
に基づき３相の前記固定子巻線への通電状態を順次切り
換えて電力を供給する手段と、を含んで構成され、前記
固定子巻線を順次変更する手段は、前記逆起電力応動パ
ルス信号の発生直後から前記逆起電力応動パルス信号の
時間間隔に基づき遅延した遅延パルスを発生する手段
と、３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力の６
個のゼロクロス点のうちの１個を前記循環的なカウンタ
を有する手段の出力信号に基づき順次選択し、前記遅延
パルスの発生後に新たな選択検出動作を行って前記逆起
電力応動パルス信号を作成する手段と、を含んで構成さ
れている。

【００１３】このように構成することにより、固定子巻
線を順次変更する手段は固定子巻線に誘起された逆起電
力のゼロクロス点を選択的に検出し、検出動作を行う毎
に逆起電力応動パルス信号を発生する。その逆起電力応
動パルス信号に基づき循環的なカウンタを順次状態変化
させ、逆起電力応動パルス信号の発生に伴って変化する
循環的なカウンタのカウンタ状態に基づいて６相の回転
位置信号を作成する。６相の回転位置信号に応動して３
相の固定子巻線への通電状態を順次切り換えて、両方向
の電流を供給する。また、３相の前記固定子巻線に生じ
る３相の逆起電力の６個のゼロクロス点のうちの１個を
循環的なカウンタの出力信号に基づいて順次選択し、所
要時間だけ遅延した遅延パルスの発生後に選択検出動作
を行うようにしている。その結果、逆起電力のゼロクロ
ス点の検出動作に応動して循環的なカウンタを動作さ
せ、カウンタ状態に応動して３相の固定子巻線への通電
状態が順次切り換えられるので、次に通電すべき固定子
巻線の通電位相が変化することはない。しかも、循環的
なカウンタの出力信号により次に検出すべき相の固定子
巻線の逆起電力の一方のゼロクロス点のみを正確に選択
検出して逆起電力応動パルス信号に変換するようにして
いるので、逆起電力のゼロクロス点の誤検出による相切
換えの誤動作もなく、常に安定した駆動が得られる。す
なわち、通電すべき固定子巻線と検出すべき固定子巻線
を循環的なカウンタの状態により確実に異ならせている
ので、逆起電力のゼロクロス点の誤検出や相切換えの通
電動作の誤動作を生じることがなく、電動機の起動動作
においても良好な起動性能を得ることができる。

【００１４】また、たとえば、逆起電力応動パルス信号
の発生直後から逆起電力応動パルス信号の時間間隔に基
づき遅延した遅延パルスを発生し、遅延パルスの発生後
に選択された相の逆起電力のゼロクロス点を検出するこ
とができる。これにより、電動機の回転数を変化させて
も、正確な位相において次に検出すべき固定子巻線の逆
起電力のゼロクロス点を高精度に検出できる。その結
果、回転数を変える必要がある用途にも容易に応用する
ことが可能となり、従来例の回転子位置検出素子不要の
無整流子直流電動機に見られるような回転数を変化させ
た場合に駆動が不安定になるということはない。特に、
起動時のように回転数が急激に変化する場合において、
３相の逆起電力の６個のゼロクロス点のうちの１個を選
択して安定かつ確実に検出することができ、その効果が
大きい。また、固定子巻線を順次変更する手段は３相の
固定子巻線の逆起電力の検出結果を１個の逆起電力応動
パルス信号にしているので、たとえば、逆起電力応動パ
ルス信号の時間間隔を逐次計数した計数結果に基づき遅
延パルスを発生する構成は実質的に１個あれば良く、こ
れらの構成が著しく簡素になる。

【００１５】また、３相の固定子巻線に生じる逆起電力
を遅延パルスの発生後に選択的に検出し、逆起電力の検
出結果を１個の逆起電力応動パルス信号として出力し、
この逆起電力応動パルス信号に応動して循環的なカウン
タを動作させ、循環的なカウンタの出力信号に応動して
３相の固定子巻線への通電状態を切り換えるている。こ
のようにするならば、３相の固定子巻線に生じる３相の
逆起電力のなかから１相の固定子巻線に生じる逆起電力
の立ち上がり側のゼロクロス時点もしくは立ち下がり側
のゼロクロス時点を選択的に検出できるので、他の２相
の固定子巻線に生じる電圧ノイズに影響されなくなり、
正確な逆起電力の検出動作を行うことができる。その結
果、逆起電力のゼロクロス点の誤検出による相切換えの
誤動作もなく、常に安定した駆動が得られる。

【００１６】また、固定子巻線に誘起される逆起電力の
ゼロクロス点のみを選択的に検出しているので、駆動電
流による電圧降下の影響を受けることもなく固定子巻線
に流れる電流を両方向に流せる全波駆動方式の電動機の
構成をとることができる。したがって、半波駆動方式の
電動機に比べて高効率、高トルクの無整流子直流電動機
が提供できる。また、逆起電力応動パルス信号に基づき
順次状態変化する循環的なカウンタを有する手段と、逆
起電力応動パルス信号に応動して滑らかに変化する波形
信号を作成する手段と、循環的なカウンタを有する手段
の複数相のパルス信号と波形信号を作成する手段の波形
信号とを合成して６相の回転位置信号を作成する手段
と、６相の回転位置信号に基づき３相の前記固定子巻線
への通電状態を順次切り換えて電力を供給する手段と、
を設けるならば、この位置信号に応動して固定子巻線各
相に通電される電流の相切換えが極めて滑らかに行わせ
ることができる。そのため、従来例に見られるような、
相切換えに伴うスパイク状電圧を低減するための比較的
大きなコンデンサを含むフィルタ回路を固定子巻線の通
電端子に接続する必要がない。また、固定子巻線に流れ
る電流が、従来例の如く急峻にオン・オフされることが
なく相切換えが滑らかに行われるため、振動および騒音
の非常に少ない電動機の駆動が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一
実施の形態における無整流子直流電動機の構成を示すブ
ロック図である。図１において、１は逆起電力検出手段
で、３相の固定子巻線１１，１２，１３に誘起される逆
起電力と選択信号発生手段６の出力する選択信号が入力
される。逆起電力検出手段１は選択信号発生手段６の出
力する選択信号に応じて３相の逆起電力のゼロクロス点
を検出してパルス列ｍに変換する。このパルス列ｍは３
相の逆起電力のゼロクロス点を示す。逆起電力検出手段
１の出力するパルス列ｍは、論理パルス発生手段２とパ
ルス発生手段３に入力される。論理パルス発生手段２は
逆起電力検出手段１の出力するパルス列ｍを分周して固
定子巻線１１，１２，１３に誘起される逆起電力と同じ
周波数の６相のパルスを出力する。パルス発生手段３は
まず入力されたパルス列の周期ｍを計数する。そして計
数した周期の概略１／２の時間だけ出力パルスを遅延さ
せて遅延パルスｚとして選択信号発生手段６に出力す
る。また計数した周期が所定の範囲を越えたときは疑似
出力パルスｔを論理パルス発生手段２に出力する。論理
パルス発生手段２で発生された６相のパルス信号は位置
信号合成手段４に入力され、６相のパルス信号をもとに
永久磁石回転子２７の回転位置信号に変換される。この
回転位置信号は固定子巻線電力供給手段５に入力され
る。固定子巻線電力供給手段５は位置信号合成手段４の
出力する回転位置信号に応じて各固定子巻線１１，１
２，１３に順次駆動電流を両方向に供給する。

【００１８】以上のように構成された一実施の形態をも
とにして本発明の無整流子直流電動機の動作について詳
しく説明する。図４は本発明の無整流子直流電動機を構
成する電力供給手段５の一実施の形態の各部信号波形図
である。図４において、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ固定子巻
線１１，１２，１３に誘起される逆起電力波形である。
ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは位置信号合成手段４で合成さ
れる６相信号で、永久磁石回転子２７の回転位置に応じ
て得られる６相の回転位置信号に相当する。これは従来
例の図３のｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉに示す矩形波状の信
号波形とは異なり台形波状の信号波形である。

【００１９】図４のｄ〜ｉの６相回転位置信号はそれぞ
れ駆動用トランジスタ２１，２６，２２，２４，２３，
２５の各ベースに入力される。ただし、各トランジスタ
のベースに加えられる信号の方向はＰＮＰトランジスタ
２１，２２，２３には電流を引き出す方向に、ＮＰＮト
ランジスタ２４，２５，２６には電流を流し込む方向に
加えられる。それぞれのトランジスタは加えられたベー
ス電流を増幅して各ベース電流に比例した電流が各コレ
クタに流れる。その結果、固定子巻線１１，１２，１３
には図４のｊ，ｋ，ｌに示す電流が両方向に通電され
る。このような相切換え動作を順次行い、永久磁石回転
子２７を回転させる。

【００２０】このような信号処理を行う本発明の一実施
の形態の各部の動作についてさらに図面を用いて説明す
る。図５は図１に示す本発明の一実施の形態における逆
起電力検出手段１の回路構成図である。図５において、
１４，１５，１６は抵抗で、片方は固定子巻線１１，１
２，１３の各端子に接続され、他方はそれぞれ共通接続
されている。３１，３２，３３は比較回路で、その入力
端子（＋）には固定子巻線１１，１２，１３の各端子が
接続され、入力端子（−）には抵抗１４，１５，１６の
共通接続点が接続されている。３４，３５，３６はイン
バータ回路で、それぞれ比較器３１，３２，３３の各出
力が接続されている。７１，７２，７３，７４，７５，
７６はスイッチで、そのうちスイッチ７１，７３，７５
の片方はインバータ回路３６，３４，３５の各出力にそ
れぞれ接続され、スイッチ７２，７４，７６の片方は比
較回路３２，３３，３１の各出力にそれぞれ接続されて
いる。スイッチ７１，７２，７３，７４，７５，７６の
他方はそれぞれ共通接続されて、逆起電力検出手段１の
出力端子となっている。

【００２１】図５に示す逆起電力検出手段１の動作につ
いて図６を用いて説明する。図５に示す抵抗１４，１
５，１６はそれぞれ固定子巻線１１，１２，１３と接続
されているので、抵抗１４，１５，１６の共通接続点に
は固定子巻線１１，１２，１３の中性点ｏと同一の電位
が得られる。したがって、電動機としては特別に固定子
巻線の中性点から信号線を引き出しておく必要がない。
固定子巻線１１，１２，１３に誘起される逆起電力はそ
れぞれ図６のａ，ｂ，ｃに示されるような信号波形であ
り、これらは図５の比較器３１，３２，３３の入力端子
（＋）に入力され、入力端子（−）には抵抗１４，１
５，１６の共通接続点に得られる固定子巻線の中性点電
位が入力されている。したがって、比較器３１，３２，
３３の各出力端子には図６のｕ，ｖ，ｗに示すような逆
起電力ａ，ｂ，ｃを波形整形したパルスが得られる。パ
ルス波形ｕ，ｖ，ｗのパルスエッジは逆起電力ａ，ｂ，
ｃのゼロクロス点とそれぞれ一致する。図６のｔ１，ｔ
２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６は選択信号発生手段６から
逆起電力検出手段１に出力される６相の信号で、その立
ち上がりエッジは逆起電力ａ，ｂ，ｃのゼロクロス点の
タイミングと電気角で３０度だけ遅延させた選択信号波
形を示す。これらの選択信号によりスイッチ７１，７
２，７３，７４，７５，７６が信号“Ｈ”でスイッチオ
ン、信号“Ｌ”でスイッチオフされる。その結果、スイ
ッチ７１，７２，７３，７４，７５，７６の共通接続点
からは図６のｍに示す波形が得られ３相の逆起電力ａ，
ｂ，ｃのゼロクロス点とパルスの立ち上がりエッジとが
一致したパルス列ｍが出力される。すなわち、逆起電力
ａ，ｂ，ｃのゼロクロス点ごとにパルスが出力され逆起
電力ａ，ｂ，ｃの１周期につき６回（電気角で６０度ご
と）のパルス列ｍが出力される。

【００２２】次に本発明の一実施の形態におけるパルス
発生手段３の動作について詳しく説明する。図７は図１
に示す本発明の一実施の形態におけるパルス発生手段３
の回路構成図で、電動機の定常回転時における各部信号
波形図を図８に、電動機の起動時における各部信号波形
図を図９に示す。図７において、４１は第１のカウント
手段、４２は第２のカウント手段、４４はクロックパル
ス発生回路である。第１のカウント手段４１はその計数
値がオーバーフローしたときにキャリーフラグｔを出力
し、第２のカウント手段４２はその計数値が零になった
ときにゼロフラグｚを出力する。４３は転送手段で、逆
起電力検出手段１の出力するパルス列ｍと第１のカウン
ト手段４１の出力するパルスｔが入力され、第１のカウ
ント手段４１にはその計数値をリセットするリセットパ
ルスｒを、第２のカウント手段４２には第１のカウント
手段４１の計数値をロードするロードパルスｓを出力す
る。４５はラッチ回路で、セット端子Ｓには第１のカウ
ント手段４１の出力するパルスｔが入力され、リセット
端子Ｒには逆起電力検出手段１の出力するパルス列ｍが
入力される。そして、ラッチ回路４５の出力端子Ｑはク
ロックパルス切換回路４６に切換信号ｓｃを出力する。
クロックパルス発生回路４４は３種類のクロックパルス
ｃｋ，２ｃｋ（クロック周波数はｃｋの２倍），４ｃｋ
（クロック周波数はｃｋの４倍）を発生しており、クロ
ックパルスｃｋは第１のカウント手段４１に、クロック
パルス２ｃｋ，４ｃｋはクロックパルス切換回路４６に
入力されている。クロックパルス切換回路４６は、入力
された切換信号ｓｃに応じてクロックパルス２ｃｋ，４
ｃｋのうちどちらか１つのクロックパルスを選択して第
２のカウント手段４２のクロックとして出力する。な
お、第２のカウント手段４２の出力するゼロフラグｚが
選択信号発生手段６に入力される遅延パルスｚに対応
し、第１のカウント手段４１の出力するパルスｔが論理
パルス発生手段３に入力される疑似出力パルスｔに対応
する。

【００２３】図７に示すパルス発生手段３の動作につい
て、まず電動機が定常回転しているときの動作を図８を
用いて説明する。図８のｍ，ｔに示すように、逆起電力
検出手段１は等間隔のパルス列ｍを出力し、第１のカウ
ント手段４１はパルスｔを出力しないので、ラッチ回路
４５のＱ出力はリセットされ、切換信号ｓｃは図８に示
すように“Ｌ”のままである。切換信号ｓｃが“Ｌ”の
ときクロックパルス切換回路４６はクロック２ｃｋを選
択するように構成され、第２のカウント手段４２に入力
される。第１のカウント手段４１は転送手段４３の出力
するリセットパルスｒが入力されるまでクロックパルス
ｃｋをアップカウントする。リセットパルスｒは逆起電
力発生手段１の出力するパルス列ｍと同じ周期であるか
ら、第１のカウント手段４１の計数値は逆起電力検出手
段１の出力するパルス列ｍの周期を計数したことにな
る。その様子を図８のｐに計数値をアナログ的に示して
いる。第２のカウント手段４２には転送手段４３の出力
するロードパルスｓのタイミングで第１のカウント手段
４１のカウント値ｐが初期値として転送される。第２の
カウント手段４２は、パルス列ｍの周期を計数した計数
値ｐを２ｃｋのクロックでダウンカウントされるのでロ
ードパルスｓ（またはパルスｍの立ち上がりエッジ）の
パルス列のちょうど中間点で計数値が零になる。その様
子を図８のｑにアナログ的に示している。第２のカウン
ト手段４２は計数値が零のときゼロフラグを出力するよ
うに構成されているので、第２のカウント手段４２は図
８のｚに示すような遅延パルスｚを出力する。逆起電力
検出手段１の出力するパルス列ｍの立ち上がりエッジは
３相の固定子巻線１１，１２，１３に誘起される逆起電
力ａ，ｂ，ｃのゼロクロス点を示すものであるから、パ
ルス列ｍの立ち上がりエッジで出力されるパルス列ｓの
間隔は電気角で６０度に相当する。したがって、図８に
示すｚの立ち上がりエッジは逆起電力ａ，ｂ，ｃのゼロ
クロス点からちょうど電気角で３０度だけ遅延されたこ
とになり、遅延パルスとして選択信号発生手段６に出力
される。なお、ロードパルスｓとリセットパルスｒの位
相関係は図８に示しているとおりである。リセットパル
スｒをロードパルスｓより遅延させているのは、第１の
カウント手段４１のカウント値を第２のカウント手段４
２に確実に転送させるためである。また同図ではパルス
ｓ，ｒのパルス幅を便宜上大きく記してあるが、パルス
周期に比べて十分に狭いものとする。

【００２４】次に、電動機の起動時における動作につい
て図９を用いて説明する。第１のカウント手段４１は、
転送手段４３の出力するリセットパルスｒが入力される
までクロックパルスｃｋをアップカウントする。ところ
が、回転子は静止しているので、逆起電力発生手段１は
パルス列ｍを出力しない。したがって、第１のカウント
手段４１の計数値は図９のｐに示すように単調に増加
し、その計数値がオーバーフローしたとき、第１のカウ
ント手段４１からはパルスｔを転送手段４３とラッチ回
路４５に出力する。転送手段４３は、その信号ｔを受け
てリセットパルスｒとロードパルスｓを出力する。パル
スｔはラッチ回路４５のセット端子Ｓに入力されるの
で、ラッチ回路４５の出力する切換信号ｓｃは図９のｓ
ｃに示すように“Ｈ”になる。切換信号ｓｃが“Ｈ”の
とき、クロックパルス切換回路４６はクロックパルス発
生回路４４のクロック４ｃｋを選択するように構成さ
れ、クロック４ｃｋは第２のカウント手段４２に入力さ
れる。第２のカウント手段４２はロードパルスｓで初期
値がロードされた後、ダウンカウントされ、計数値が零
になったときゼロフラグｚを遅延パルスとして選択信号
発生手段６に出力する。また、キャリーフラグｔは疑似
出力パルスとして論理パルス発生手段２に出力される。
電動機の起動時においては、逆起電力検出手段１からは
パルス列ｍが出力されず、その代わりに疑似出力パルス
ｔが固定子巻線の相切換え動作を順次行うための疑似信
号となる。この疑似出力パルスｔにより永久磁石回転子
２７は回転を開始される。そして、図９に示すように、
逆起電力検出手段１からパルスｍが出力されたとき、ラ
ッチ回路４５はパルスｍによってリセットされ、その出
力の切換信号ｓｃは“Ｌ”になる。ところで今、仮に第
２のカウント手段４２に入力されるクロックは２ｃｋの
ままでダウンカウントされるように構成されていたもの
とする。このように構成されたときの第２のカウント手
段４２の計数値の様子を図９のｑに点線で示す。図９の
ｑの点線の波形より明らかなように、第２のカウント手
段４２はダウンカウントされてその計数値が零に達しな
いうちに、第１のカウント手段４１の計数値がさらに転
送される場合が発生する。その場合は、第２のカウント
手段４２の計数値は零にならず遅延パルスｚが出力され
ない。したがって、図９のｚに示したようなｘのパルス
が発生しない。その結果、固定子巻線の相切換えを疑似
出力パルスｔで強制的に行っても、次に逆起電力のゼロ
クロス点を検出すべき相の選択信号が選択信号発生手段
６より出力されず、電動機の加速がうまく行われない。

【００２５】そこで、転送手段４３が信号ｔを受けたと
きは、クロックパルス切換回路４６により第２のカウン
ト手段４２に入力されるクロックパルスは２ｃｋから４
ｃｋに切換えられるように構成したとする。すると、第
２のカウント手段に転送された初期値はクロック４ｃｋ
でダウンカウントされるので、計数値はクロック２ｃｋ
でダウンカウントした場合より１／２の時間で零にな
る。その様子を図９のｑに実線で示す。したがって、上
述したような第２のカウント手段４２の計数値が零に達
しないうちに、第１のカウント手段４１の計数値がさら
に転送されることはなく、図９のｑに示す実線の波形の
ように第２のカウント手段４２の計数値は必ず零になり
遅延パルスｚが出力される。以下、定常時と同様な動作
で第２のカウント手段４２からは図９のｚに示すような
遅延パルスｚが出力され、遅延パルスｚは選択信号発生
手段６に加えられ、電力供給手段５により３相の固定子
巻線１１，１２，１３の通電相の切換えが順次行われ
る。そして電動機は加速され、良好な起動特性が得られ
る。

【００２６】図１０は図１に示す本発明の一実施の形態
におけるパルス発生手段３の他の実施の形態の回路構成
図で、電動機の定常回転におけるその各部信号波形図を
図１１に、電動機の起動時におけるその各部信号波形図
を図１２に示す。なお、図７と同一の機能を有するもの
については同一の符号を付して重複した説明は省略す
る。図１０において、第１のカウント手段４１は８ビッ
トの、第２のカウント手段４２は７ビットのディジタル
カウンタで構成されている。第１のカウント手段４１、
第２のカウント手段４２にはそれぞれ同一のクロックｃ
ｋが入力されている。４６は７つのスイッチで構成され
たスイッチ転送回路で、転送手段４３の出力するロード
パルスｓにより短時間の間だけａ接点またはｂ接点に接
続される。また、スイッチ転送手段４６にはラッチ回路
４５の出力する切換信号ｓｃが入力され、スイッチ転送
回路４６は切換信号ｓｃが“Ｌ”の状態で、ロードパル
スｓが入力されたときにはａ接点に接続され、切換信号
ｓｃが“Ｈ”の状態でロードパルスｓが入力されたとき
にはｂ接点に接続されるように構成されている。スイッ
チ転送回路４６がａ接点に接続されたときは、第１のカ
ウント手段４１の計数値の最下位ビットを除くビット
（図１０の例では上位７ビット分）が第２のカウント手
段４２に転送される。また、スイッチ転送回路４６がｂ
接点に接続されたときは、第１のカウント手段４１の計
数値の最下位から２ビット分を除くビット（図１０の例
では上位６ビット分）が第２のカウント手段４２に転送
され、第２のカウント手段４２の最上位ビットには０が
転送される。

【００２７】図１０に示すパルス発生手段の動作につい
て、まず永久磁石回転子２７が定常回転しているときに
ついて図１１を用いて説明する。電動機が定常回転して
いるときには、ラッチ回路４５のＱ出力はリセットさ
れ、切換信号ｓｃは図１１に示すように“Ｌ”のままで
ある。したがって、スイッチ転送回路４６は、ロードパ
ルスｓが入力されたときにはａ接点に接続されるので、
第２のカウント手段４２には第１のカウント手段４１の
計数値ｐの最下位ビットだけが捨てられて転送されるの
で、図１１のｑに示すように、第２のカウント手段４２
の初期値は第１のカウント手段４１の計数値ｐの１／２
の値が初期値として与えられることになる。第２のカウ
ント手段４２は、パルス列ｍの周期を計数して得られた
計数値の半分に相当するｐ／２をクロックｃｋでダウン
カウントすることになるので、ロードパルスｓ（または
パルスｍの立ち上がりエッジ）のパルス列のちょうど中
間点で計数値が零になる。その様子を図１１のｑにアナ
ログ的に示している。第２のカウント手段４２は計数値
が零のときゼロフラグを出力するように構成されている
ので、第２のカウント手段４２は図１１のｚに示すよう
な遅延パルスｚを出力する。

【００２８】次に、電動機の起動時における動作につい
て図１２を用いて説明する。起動時には逆起電力検出手
段１はパルス列ｍを出力しないので、第１のカウント手
段４１はクロックパルスｃｋをアップカウントし続け
る。したがって、第１のカウント手段４１の計数値は図
１２のｐに示すように単調に増加し、その計数値がオー
バーフローしたとき、第１のカウント手段４１からはキ
ャリーフラグｔが出力され、転送手段４３とラッチ回路
４５に入力される。すると、ラッチ回路４５の出力は図
１２のｓｃに示すように“Ｈ”となる。この状態でロー
ドパルスｓが入力されたときには、スイッチ転送手段４
６は、ｂ接点に接続されるので、第２のカウント手段４
２には第１のカウント手段４１の計数値ｐの最下位から
２ビット分だけが捨てられて転送されるので、図１１の
ｑに実線で示すように、第２のカウント手段４２の初期
値は第１のカウント手段４１の計数値ｐの１／４の値が
初期値として与えられることになる。ところで今、図１
２のｑに点線で示すように、転送手段４３が信号ｔを受
けたとき、第１のカウント手段４１の計数値の半分であ
るｐ／２の値（上位７ビット分）をそのまま第２のカウ
ント手段４２に初期値として転送されるものとする。こ
のように構成したときは、図１２のｑの点線の波形より
明らかなように、起動時においては第２のカウント手段
４２がダウンカウントされてその計数値が零に達しない
うちに、第１のカウント手段４１の計数値がさらに転送
される場合が発生する。この場合には、第２のカウント
手段４２の計数値は零にならず、遅延パルスｚが出力さ
れない。したがって、図１２のｚに示したようなパルス
ｘは発生しない。その結果、固定子巻線の相切換えがう
まく行われず電動機の加速がうまく行われない。

【００２９】そこで、起動時に転送手段４３が信号ｔを
受けたときは、第１のカウント手段４１の計数値の半分
であるｐ／２の値（この場合は最下位１ビットを除く上
位７ビット）をそのまま第２のカウント手段４２に転送
するのではなく、転送時にはスイッチ転送回路４５を短
時間の間、接点ｂに接続することにより、第１のカウン
ト手段４１の計数値の１／４であるｐ／４の値（この場
合は第１のカウント手段４１の上位６ビット分）を第２
のカウント手段４２に転送する。その様子を図１２のｑ
に実線で示す。したがって、この場合には第２のカウン
ト手段４２の計数値が零に達しないうちに、第１のカウ
ント手段４１の計数値がさらに転送されることはなく、
第２のカウント手段４２の計数値は必ず零になり、計数
値が零になったときゼロフラグｚを遅延パルスとして出
力する。図７の実施の形態では第１，第２のカウント手
段に供給するクロックの周波数は異なるが、図１０の実
施の形態では１種類のクロックでよいという利点があ
る。以下、定常時と同様な動作で第２のカウント手段４
２からは図１２のｚに示すような遅延パルスｚが出力さ
れ、遅延パルスｚは選択信号発生手段６に加えられ、電
力供給手段５により３相の固定子巻線１１，１２，１３
の通電相の切換えが順次行われる。そして電動機は加速
され、良好な起動特性が得られる。

【００３０】図１３は図１に示す本発明の一実施の形態
における論理パルス発生手段２の回路構成図で、その各
部信号波形図を図１４に示す。図１３において、８２は
２入力のオア回路で、逆起電力検出手段１のパルス列ｍ
とパルス発生手段３の疑似出力パルスｔが入力される。
８１は６相のリングカウンタでオア回路８１の出力が入
力され、６つの出力端子には図１４に示すｐ１，ｐ２，
ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６の６相パルス信号を出力する。
これらパルス信号のパルス幅は電気角で６０度である。
これらの６相パルス信号ｐ１〜ｐ６は図１の位置信号合
成手段４と選択信号発生手段６にそれぞれ出力される。
図１５は図１に示す本発明の一実施の形態における選択
信号発生手段６の回路構成図で、その各部信号波形図を
同じく図１６に示す。図１５において、９１，９２，９
３，９４，９５，９６はＤフリップフロップで、各クロ
ック端子Ｃにはパルス発生手段３の出力する遅延パルス
ｚが入力され、各Ｄ入力端子には論理パルス発生手段２
で出力された６相パルス信号ｐ１〜ｐ６が入力される。
その結果、Ｄフリップフロップの各Ｑ出力端子からは論
理パルス発生手段２の６相パルス信号ｐ１〜ｐ６をそれ
ぞれ遅延パルスｚのパルス幅だけ遅延した６相信号ｔ１
〜ｔ６を出力する。その様子を図１４のｔ１〜ｔ６に示
す。これらの６相パルス信号ｔ１〜ｔ６は図６の６相の
選択信号となり、そのパルス幅は電気角で６０度で、逆
起電力検出手段１に出力される。

【００３１】図１６は図１に示す本発明の一実施の形態
における位置信号合成手段４の回路構成図で、その各部
信号波形図を図１７に示す。図１６において、５０は充
放電用コンデンサ５１に蓄えられた電荷を放電させるた
めのリセット用スイッチ、５１は論理パルス発生手段２
の出力に応じて鋸歯状波を発生するための充放電用コン
デンサ、５２は充放電用コンデンサ５１に充電電流を供
給するための定電流源回路、５４は入力がコンデンサ５
１に接続されたバッファアンプである。コンデンサ５
１，スイッチ５０，定電流源回路５２，バッファアンプ
５４で鋸歯状波発生手段１００を構成している。５５は
バッファアンプで、入力には基準電圧源５３が接続され
ている。５６は反転アンプで、バッファアンプ５４とバ
ッファアンプ５５の出力が接続されている。バッファア
ンプ５４，バッファアンプ５５および反転アンプ５６の
各出力は信号合成手段１０１，１０２，１０３，１０
４，１０５，１０６に接続されている。なお、信号合成
手段１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６
はそれぞれ同一の構成であるので、信号合成手段１０１
の構成だけで示してある。信号合成手段１０１において
６１，６２，６３はスイッチで、片方はそれぞれバッフ
ァアンプ５４，５５および反転アンプ５６に接続され、
スイッチ６１，６２，６３の他方は共通接続されて抵抗
６４に接続されている。抵抗６４に得られる電圧信号は
電流変換回路６５により電流信号に変換され、信号合成
手段１０１の出力となる。

【００３２】次に図１６に示す位置信号合成手段４の動
作について図１７の各部信号波形図を用いて説明する。
鋸歯状波発生手段１００のスイッチ５０が開いていると
きは、コンデンサ５１には定電流源回路５２により一定
電流が供給され、スイッチ５０が閉じたときはコンデン
サ５１に蓄えられた電荷は瞬時に放電させる。ところ
が、スイッチ５０は逆起電力検出手段１の出力するパル
スｍの立ち上がりエッジで短時間だけ閉じるように構成
されているので、パルスｍの立ち上がりエッジでコンデ
ンサ５１に蓄えられた電荷を瞬時に放電させ、鋸歯状波
発生手段１００からは図１７のｓｔに示すようなパルス
ｍと同位相の鋸歯状波が得られる。図１７のｓｆは基準
電圧源５３を示す波形で、大きさは鋸歯状波ｓｔのピー
ク値に等しく設定されている。図１７のｓｔｂは、反転
アンプ５６の出力を示す波形で、反転アンプ５６にはバ
ッファアンプ５４の出力ｓｔとバッファアンプ５５の出
力ｓｆとが入力され、ｓｆを基準にしてｓｔが反転され
るので、反転アンプ５６の出力からは図１７のｓｔｂに
示すような、ｓｔを反転した信号が得られる。信号合成
手段１０１を構成するスイッチ６１，６２，６３は、論
理パルス発生手段２の出力するパルス信号ｐ１，ｐ２，
ｐ３に応じて信号“Ｈ”でスイッチオン、信号“Ｌ”で
スイッチオフされるので、バッファアンプ５４，５５お
よび反転アンプ５６の出力は信号合成手段１０１にて合
成される。なお、ｐ１，ｐ２，ｐ３がすべて“Ｌ”の区
間ではスイッチ６１，６２，６３がすべてオフされ、抵
抗６４の電位はアース電位に等しくなる。このようにし
て抵抗６４に得られた合成電圧値は、電流変換回路６５
により電流値（電流吸い込み）に変換され、出力端子ｄ
からは図１７のｄに示す回転位置信号波形が出力され
る。

【００３３】以下、同様にして信号合成手段１０２，１
０３，１０４，１０５，１０６の各出力端子からは、パ
ルス信号（ｐ２，ｐ３，ｐ４）、（ｐ３，ｐ４，Ｐ
５）、（Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６）、（Ｐ５，Ｐ６，ｐ１）、
（ｐ６，ｐ１，ｐ２）に応じて回転位置信号ｅ，ｆ，
ｇ，ｈ，ｉが出力される。ただし、信号合成手段１０
２，１０４，１０６の各出力ｅ，ｇ，ｉは電流吐き出し
型の出力で、信号合成手段１０３，１０５の各出力ｆ，
ｈは信号合成手段１０１の出力ｄと同じ電流吸い込み型
の出力である。図１７のｄ〜ｉの信号は永久磁石回転子
２７の回転位置信号となり、図１電力供給手段５に入力
される。以上の説明で明らかなように、本発明の無整流
子直流電動機では、逆起電力検出手段１は固定子巻線１
１，１２，１３に誘起される逆起電力ａ，ｂ，ｃのう
ち、６相の選択信号ｔ１〜ｔ６に応じて１相の逆起電力
のゼロクロス点のみを順次整形してパルス信号列ｍに変
換する。電動機の定常回転時には、論理パルス発生手段
２はこのパルス信号列ｍを受けて６相のパルス信号ｐ１
〜ｐ６を作成している。ところが、電動機の起動時には
逆起電力検出手段１からはパルス列ｍが出力されないの
で、論理パルス発生手段２はパルス列ｍの代わりにパル
ス発生手段３から出力される疑似出力パルスｔを受け
て、同様に６相のパルス信号ｐ１〜ｐ６を作成してい
る。この６相パルス信号ｐ１〜ｐ６は位置信号合成手段
４に入力され、図１７のｄ〜ｉに示すような回転位置信
号に変換される。そして、最後に電力供給手段５はこの
回転位置信号ｄ〜ｉに応じて固定子巻線１１，１２，１
３に図４のｊ，ｋ，ｌに示すような駆動電流を順次両方
向に供給し、永久磁石回転子２７は回転される。

【００３４】したがって、本発明の無整流子直流電動機
は、ホール素子の如き位置検出素子の不要な、しかも特
別な起動回路を設けることなしに、良好な起動特性の得
られる全波駆動方式の電動機を構成することができる。
なお、本発明に係わるパルス発生手段につき図７の一実
施の形態では、第２のカウント手段に入力されるクロッ
ク周波数は第１のカウント手段に入力されるクロック周
波数の２倍として説明したが整数倍であってもよい。ま
た本発明に係わるパルス発生手段につき図１５の一実施
の形態では、第２のカウント手段に初期値として転送さ
れる値は２分の１となるように選んだが整数分の１でも
よい。また、本発明に係わる逆起電力検出手段１は、図
４に示すように固定子巻線の中性点電位ｏを検出するた
めに共通接続した３本の抵抗を使用して行っているが、
直接電動機の固定子巻線の中性点から信号線を引き出し
て使用しても可能であることは言うまでもない。また、
実施の形態では固定子巻線がＹ結線である３相の電動機
に限ったが、相数は３相に限らず何相であってもよい。
また本発明の無整流子直流電動機は、固定子巻線がΔ結
線された電動機に適用することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明の無整流子直流電動機は、逆起電
力検出手段で固定子巻線に誘起される逆起電力のゼロク
ロス点のみを検出しているので、ホール素子の如き回転
子位置検出素子が不要でありながら、固定子巻線に流れ
る電流を両方向に供給する全波駆動方式の電動機が容易
に構成できる。したがって、固定子巻線の一方向だけに
電流を供給する半波駆動方式に比べて固定子巻線の利用
率が高く、高効率で、高発生トルクの電動機を提供する
ことができる。さらには、従来の無整流子直流電動機の
ような回転子位置検出素子が不要のため、素子の取付け
位置調整の煩雑さや配線数が削減され、大幅コストが削
減される。さらには電動機内部に回転子位置検出素子を
取り付ける必要がないため、電動機は構想上の制約を受
けずに超小型化、超薄型化が可能となる。また、本発明
の無整流子直流電動機は、起動時においては、逆起電力
検出手段から出力パルスが出力されなくても、パルス発
生手段からは疑似出力パルスが出力されて固定子巻線の
通電相を順次切換えているので、特別な起動回路を設け
ることなく良好な起動特性が得られる。さらに、本発明
の無整流子直流電動機は、固定子巻線の通電状態から次
に検出すべき相の逆起電力のみをパルス信号列に変換す
るように選択回路を付加しているので、逆起電力のゼロ
クロス点誤検出による相切換えの誤動作もなく、常に安
定した駆動が得られる。さらに、本発明の無整流子直流
電動機は各固定子巻線に通電される電流の相切換えは極
めて滑らかに行われるので、固定子巻線に流れる電流が
急峻にオン・オフされることもなく、切換えに伴うスパ
イク状電圧を低減するために、比較的大きなコンデンサ
を含むフィルタ回路を固定子巻線の通電端子に接続する
ことが不要で、高速回転時にも振動、騒音の極めて少な
い無整流子直流電動機を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無整流子直流電動機の一実施の形態の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態における電動機とそれを
構成する電力供給手段の一実施の形態を示す回路構成図

【図３】従来例における電力供給手段の各部信号波形図

【図４】本発明の一実施の形態における電力供給手段の
各部信号波形図

【図５】本発明の一実施の形態を構成する逆起電力検出
手段の一実施の形態を示す回路構成図

【図６】図５の逆起電力検出手段の各部信号波形図

【図７】本発明の一実施の形態を構成するパルス発生手
段の一実施の形態を示す回路構成図

【図８】図７のパルス発生手段の定常回転における各部
信号波形図

【図９】図７のパルス発生手段の起動時における各部信
号波形図

【図１０】本発明の一実施の形態を構成するパルス発生
手段の他の実施の形態の回路構成図

【図１１】図１０のパルス発生手段の定常回転における
各部信号波形図

【図１２】図１０のパルス発生手段の起動時における各
部信号波形図

【図１３】本発明の一実施の形態を構成する論理パルス
発生手段の一実施の形態を示す回路構成図

【図１４】本発明の一実施の形態を構成する論理パルス
発生手段と本発明の一実施の形態を構成する選択信号発
生手段の一実施の形態の動作を説明する信号波形図

【図１５】本発明の一実施の形態を構成する選択信号発
生手段の一実施の形態を示す回路構成図

【図１６】本発明の一実施の形態を構成する位置信号合
成手段の一実施の形態を示す回路構成図

【図１７】図１６の位置信号合成手段の動作を説明する
信号波形図

【符号の説明】

１ 逆起電力検出手段 ２ 論理パルス発生手段 ３ パルス発生手段 ４ 位置信号合成手段 ５ 電力供給手段 ６ 選択信号発生手段 １１，１２，１３ 固定子巻線 ４１ 第１のカウント手段 ４２ 第２のカウント手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−8890（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−122388（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−197290（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−260586（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３相の固定子巻線を有し、前記固定子巻
   線に生じる逆起電力を検出し、該検出された逆起電力に
   基づき前記固定子巻線に両方向の電流を供給する無整流
   子直流電動機であって、 ３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力のうちで
   １相の前記固定子巻線に生じる逆起電力の検出動作を行
   う毎に、逆起電力に応動したパルス信号である逆起電力
   応動パルス信号を発生し、かつ、次に検出すべき前記固
   定子巻線を順次変更する手段と、 前記逆起電力応動パルス信号に基づき３相の前記固定子
   巻線への通電状態を順次切り換える手段と、を含んで構
   成され、 さらに、前記固定子巻線への通電状態を順次切り換える
   手段は、前記逆起電力応動パルス信号に基づき順次状態
   変化する循環的なカウンタを有する手段と、前記循環的
   なカウンタを有する手段のカウンタ状態に基づき６相の
   回転位置信号を作成する手段と、前記回転位置信号を作
   成する手段の６相の前記回転位置信号に基づき３相の前
   記固定子巻線への通電状態を順次切り換えて電力を供給
   する手段と、を含んで構成され、 前記固定子巻線を順次変更する手段は、前記逆起電力応
   動パルス信号の発生直後から所要時間だけ遅延して遅延
   パルスを発生する手段と、３相の前記固定子巻線に生じ
   る３相の逆起電力の６個のゼロクロス点のうちの１個を
   前記循環的なカウンタを有する手段の出力信号に基づき
   順次選択し、前記遅延パルスの発生後に新たな選択検出
   動作を行って前記逆起電力応動パルス信号を作成する手
   段と、を含んで構成された、無整流子直流電動機。
2. 【請求項２】 前記逆起電力応動パルス信号を作成する
   手段は、３相の前記固定子巻線の端子電圧を実質的に中
   性点電位と比較して３相の波形整形したパルス信号であ
   る３相の波形整形パルス信号を作成する手段と、前記循
   環的なカウンタを有する手段の出力信号に基づき３相の
   前記波形整形パルス信号を順次選択し、前記遅延パルス
   の発生後に新たな選択検出動作を行って前記逆起電力応
   動パルス信号を出力する手段と、を含んで構成された、
   請求項１に記載の無整流子直流電動機。
3. 【請求項３】 前記遅延パルスを発生する手段は、前記
   逆起電力応動パルス信号の時間間隔を逐次計数する手段
   と、前記時間間隔を逐次計数する手段の前記逆起電力応
   動パルス信号の時間間隔計数結果に基づく遅延時間だけ
   前記逆起電力応動パルス信号の発生直後から遅延した前
   記遅延パルスを作成する手段と、を含んで構成された、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の無整流子直
   流電動機。
4. 【請求項４】 ３相の固定子巻線を有し、前記固定子巻
   線に生じる逆起電力を検出し、該検出された逆起電力に
   基づき前記固定子巻線に両方向の電流を供給する無整流
   子直流電動機であって、 ３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力のうちで
   １相の前記固定子巻線に生じる逆起電力の検出動作を行
   う毎に、逆起電力に応動したパルス信号である逆起電力
   応動パルス信号を発生し、かつ、次に検出すべき前記固
   定子巻線を順次変更する手段と、 前記逆起電力応動パルス信号に基づき３相の前記固定子
   巻線への通電状態を順次切り換える手段と、を含んで構
   成され、 さらに、前記固定子巻線への通電状態を順次切り換える
   手段は、前記逆起電力応動パルス信号に基づき順次状態
   変化する循環的なカウンタを有する手段と、前記逆起電
   力応動パルス信号に基づき滑らかに変化する波形信号を
   作成する手段と、前記循環的なカウンタを有する手段の
   複数相のパルス信号と前記波形信号を作成する手段の前
   記波形信号とを合成して６相の回転位置信号を作成する
   手段と、前記回転位置信号を作成する手段の６相の前記
   回転位置信号に基づき３相の前記固定子巻線への通電状
   態を順次切り換えて電力を供給する手段と、を含んで構
   成され、 前記固定子巻線を順次変更する手段は、前記逆起電力応
   動パルス信号の発生直後から前記逆起電力応動パルス信
   号の時間間隔に基づき遅延した遅延パルスを発生する手
   段と、３相の前記固定子巻線に生じる３相の逆起電力の
   ６個のゼロクロス点のうちの１個を前記循環的なカウン
   タを有する手段の出力信号に基づき順次選択し、前記遅
   延パルスの発生後に新たな選択検出動作を行って前記逆
   起電力応動パルス信号を作成する手段と、を含んで構成
   された、無整流子直流電動機。
5. 【請求項５】 前記逆起電力応動パルス信号を作成する
   手段は、３相の前記固定子巻線の端子電圧を実質的に中
   性点電位と比較して３相の波形整形したパルス信号であ
   る３相の波形整形パルス信号を作成する手段と、前記循
   環的なカウンタを有する手段の出力信号に基づき３相の
   前記波形整形パルス信号を順次選択し、前記遅延パルス
   の発生後に新たな選択検出動作を行って前記逆起電力応
   動パルス信号を出力する手段と、を含んで構成された、
   請求項４に記載の無整流子直流電動機。