JP4692891B2 - Ｄｃブラシレスモータ及び回転真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ＤＣブラシレスモータ、及びＤＣブラシレスモータによる回転翼を回転させる回転真空ポンプに関する。

回転真空ポンプは、タービン翼等の回転機構によって真空容器内等を吸引して真空状態を形成するポンプで、ターボ分子ポンプ等がこれに属する。回転真空ポンプは、例えば固定翼と回転翼とを有するポンプユニットを備え、ＤＣブラシレスモータモータの駆動によって回転翼を固定翼に対して回転させ、真空容器内を吸引・排気している。

ＤＣブラシレスモータは、モータロータが備える磁極に対して、モータステータが備える複数の駆動コイルの内で駆動する駆動コイルを順次切り替えることによって、回転駆動させている。そのため、ＤＣブラシレスモータを駆動するには、磁極位置を検出する必要がある。磁極位置に係わらず駆動コイルに駆動電流を供給した場合には、所望とする方向とは逆方向に回転するといった不都合が生じる場合がある。

従来、ＤＣブラシレスモータは、ホールセンサによって磁極位置を直接検出し、このセンサ信号からモータロータの磁極位置を検出している。

図８は、ホールセンサを用いた従来のＤＣブラシレスモータの構成を説明するための図である。なお、ここでは、３相のＤＣブラシレスモータについて示している。ＤＣブラシレスモータ１０１は、モータステータ１０４側に駆動コイル１０５と共に、モータロータ１０２の磁極１０３の位置を検出するために３個のホールセンサ１０８を備える。モータ駆動信号生成手段１０２は、３個のホールセンサ１０８からセンサ信号Ｈ１〜Ｈ３を入力して、これらのセンサ信号に出力状態に基づいて、磁極位置に応じた駆動パターンを求め、モータステータ１０４の駆動コイル１０５に駆動電流を切り替えて供給している。図９（ａ）〜図９（ｃ）はセンサ信号Ｈ１〜Ｈ３と、このセンサ信号に対応する駆動電流Ｕ〜Ｖの駆動パターンの一例を示している。

上記した構成のように、ＤＣブラシレスモータではモータの相数に応じてホールセンサが必要となるが、この部品点数を削減するために、１個のホールセンサのみを使用する構成が提案されている。図１０に示す構成において、１個のホールセンサＨ１のみを用いてモータロータの１周期に相当する回転パルス幅を検出し、１周期分の回転パルス幅を磁極数に応じて時分し、駆動コイルに流す電流の切り替えを行う。図１１（ｂ）はホールセンサＨ１のセンサ信号を表し、図１１（ｃ）〜（ｄ）は、このセンサ信号に対応する駆動電流Ｕ〜Ｖの駆動パターンの一例を示している。例えば、周期Ｔ２における駆動電流Ｕ〜Ｖは、１周期前の周期Ｔ１を６分割することで駆動パターンが形成される。

また、温度上の制約によって、ホールセンサを用いることができない場合には、ホールセンサに代えて補助コイルをモータステータを内蔵させ、この補助コイルによってモータロータの磁極位置を検出する構成も提案されている。図１０中のコイル１０９及びコイル電流・電圧変換器１１０は、この補助コイルによって磁極位置を検出する構成を示している。

また、モータステータ内にホールセンサや補助コイル等の磁極位置を検出する検出手段を内蔵することができない場合には、モータロータと同期して回転するターゲットを設け、このターゲットが備える凹凸を距離センサ等で検出する構成も提案されている。図１０中のターゲット１０６及び距離センサ１０７は、モータロータと同期して回転するターゲットによって磁極位置を検出する構成を示している。

上記した、磁極位置を直接検出するセンサを備えるＤＣブラシレスモータに対して、モータ構造の簡略化、コストダウンが求められており、磁極位置を直接検出するセンサを不要とするセンサレスモータが提案されている。

センサレスモータにおいて、モータロータの磁極位置を検出する方法としては、モータを回転させることにより発生する逆起電圧を用いるものが一般的である。しかしながら、この方法では、モータが停止状態から始動させるときには、磁極位置を検出することができないという問題がある。

そこで、始動時において、モータロータの磁極位置と無関係な適当なモータ駆動パターンによって、モータステータの駆動コイルにモータ駆動電流を順次流すことによって、モータロータを回転させる方法が用いられている。

上記したように、始動時において、モータロータの磁極位置と無関係な適当なモータ駆動パターンを用いて駆動する場合には、モータステータへの通電開始が、モータロータの磁極位置と無関係であるため、モータロータの磁極位置とモータステータの駆動コイルの位置関係によっては、モータロータが所望とする回転方向とは逆方向の回転し、始動が失敗する場合があるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決して、センサレスのＤＣブラシレスモータにおいて、始動時において、ロータモータが逆転することを防ぎ、モータを確実に始動させることを目的とする。

本発明のＤＣブラシレスモータは、単にモータロータの回転と同周期であって、モータロータの磁極位置との間で位相関係を要さない信号を用い、この信号に基づいてモータロータを駆動する駆動パターンの中からモータロータを始動する始動パターンを選択し、モータロータを始動させる。これによって、センサレスのＤＣブラシレスモータにおいて、ロータモータを逆転させることなく所定の回転方向で始動させることができる。

また、本発明では、モータロータの回転と同周期の信号は、モータロータの磁極位置との間で位相関係を要さないため、磁極位置との位相を合わせる必要がなく、そのための構成や調整作業等を不要とすることができる。

本発明のＤＣブラシレスモータは、磁極を有するモータロータと駆動コイルを有するモータステータとを備え、この駆動コイルに所定の駆動パターンの直流電流を供給して駆動するＤＣブラシレスモータであり、モータロータと同周期の回転パルス信号を出力する回転パルス生成手段と、モータの相数に応じた個数の駆動パターンと、モータ始動時において駆動コイルに直流電流を供給する始動パターンとを含むモータ駆動パターンを、回転パルス信号と対応付けて記憶するモータ駆動パターン記憶手段と、駆動コイルに供給するモータ駆動電流を定めるモータ駆動信号を生成するモータ駆動信号生成手段とを備える。

回転パルス生成手段は、モータロータが一回転する間に、モータロータの回転と同じ周期で、少なくとも一対の２値の回転パルス信号を出力する。この回転パルス信号は、モータロータにおいて磁極が配置される周期に対しては対応するものの位相は無関係であり、回転パルス信号が変化する位置と磁極の位置との間に格別な関係は無い。

回転パルス信号は、例えば、モータロータに同軸に設けられたターゲットを用い、このターゲットに設けた例えば凹凸等を検出することができ、モータロータの回転と同周期となる。この凹凸を設置する位置は、モータロータの磁極位置と無関係に定めることができるため、凹凸の設置位置と磁極位置を合わせるための構成や調整を不要とすることができる。

モータ駆動パターン記憶手段が記録するモータ駆動パターンは、モータの相数に応じた個数の駆動パターンと、モータ始動時において駆動コイルに直流電流を供給する始動パターンである。始動パターンは駆動パターンの中から選択される一つの駆動パターンであり、回転パルス信号と対応付けて記憶する。

本発明の回転パルス信号と磁極位置との位相関係は、例えば前記した凹凸を有するターゲットのモータロータに対する取り付け位置に応じて定まるが、回転パルス信号の立ち上がりや立ち下がりの位置と磁極の境界位置を合わせるといった位相の一致は要さない。

なお、ターゲットのモータロータへの取り付け状態によっては、回転パルス信号と磁極位置との位相関係が偶然一致する場合もあるが、本発明は、この位相関係の一致を用いて始動のための駆動パターンを生成するものではない。

モータ駆動信号生成手段は、モータ始動時に回転パルス生成手段から得られる回転パルス信号に対応する始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段から読み出し、読み出した始動パターンを用いてモータ駆動信号を生成する。

上記したように、回転パルス信号はモータロータの磁極位置と位相は必ずしも一致していないものの、モータロータの磁極位置と回転パルス信号との間には所定の位相関係が存在する。したがって、モータロータが回転することで得られる回転パルス信号の周期的な変動と磁極位置の周期的な変動は同期する。

回転パルス信号は複数の駆動パターンと対応するため、回転パルス信号の信号状態に対して、モータロータを始動する際に用いる駆動パターンを予め定めて記憶しておき、検出した回転パルス信号の信号状態に対応する始動パターンを読み出すことによって、モータロータの始動を行う。

モータ駆動信号生成手段は、複数の駆動パターンを用いてモータ駆動信号を生成する機能をモータ駆動パターン記憶手段に記憶する他、始動パターンの生成するために、各駆動パターンによるモータ駆動信号で駆動した時に回転パルス生成手段が検出する回転パルス信号を、駆動時の駆動パターンと対応付けて記憶する機能と、この対応関係に基づいて、連続する同値の回転パルス信号中の何れかの位相に対応する駆動パターンを始動パターンとして設定する機能と、設定した始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段に記憶する機構を備える。

始動パターンは、例えば、連続する同値の回転パルス信号中の内で最も位相が進んだ駆動パターンを始動パターンとして設定する。あるいは、一つ前の駆動パターンを始動パターンとして記憶してもよい。

また、本発明は、始動パターンを自動生成する構成とすることもできる。この始動パターンを自動生成する構成は、回転パルス生成手段とモータ駆動信号生成手段とモータ駆動パターン記憶手段とを制御する制御手段を備える。

制御手段は、モータ駆動パターン記憶手段から各駆動パターンを読み出させる制御と、各駆動パターンを用いて、モータ駆動信号生成手段にモータ駆動信号を生成させる制御と、モータ駆動パターン記憶手段に、回転パルス生成手段で得られる回転パルス信号を駆動時の駆動パターンと対応付けて記憶させる制御と、モータ駆動信号生成手段に、対応関係に基づいて、連続する同値の回転パルス信号中の何れかの位相に対応する駆動パターンを始動パターンとして設定させる制御と、始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段に記憶させる制御の各制御を行う。

また、本発明は、本発明のＤＣブラシレスモータのモータロータにより回転翼を回転駆動する回転真空ポンプとすることができ、回転パルス生成手段は、回転翼と同期して回転する回転部材をセンサターゲットとし、このセンサターゲットの回転をセンサで検出する。

本発明によれば、センサレスのＤＣブラシレスモータにおいて、始動時において、ロータモータが逆転することを防ぎ、モータを確実に始動させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。

図1は本発明のＤＣブラシレスモータの概要を説明するための図である。ＤＣブラシレスモータ１は、磁極３を有するモータロータ２と、駆動コイル５を有するモータステータ４とを備え、駆動コイル５に所定の駆動パターンの直流電流を供給して駆動するＤＣブラシレスモータである。

このＤＣブラシレスモータ１は、回転パルス生成手段１０とモータ駆動パターン記憶手段１１とモータ駆動信号生成手段１２を備える。

回転パルス生成手段１０は、例えば、モータロータ２と同軸に設けられたセンサターゲット６をセンサ７が検出して得られる検出信号に基づいて回転パルスを生成する。例えば、センサターゲット６には凹部と凸部が１８０度間隔で設けられ、距離センサ等のセンサ７によって凹部と凸部との距離を検出することで、モータロータ２の回転状態を検出する。したがって、生成される回転パルスは、モータロータ２の回転に同期した２つの値により得られる。生成された回転パルスは、モータ駆動信号生成手段１２に送られる。

モータ駆動パターン記憶手段１１は、モータステータ４の駆動コイル５に電流を流してモータロータ２を回転駆動させるためのモータ駆動パターンを記憶する。モータ駆動パターンは、モータの相数に応じた個数の駆動パターンと、モータ始動時において駆動コイルに直流電流を供給する始動パターンとを含み、始動パターンは回転パルス信号と対応付けて記憶する。

モータ駆動パターン記憶手段１１は、始動パターンをモータ駆動信号生成手段１２に送ることでモータを始動し、駆動パターンをモータ駆動信号生成手段１２に送ることでモータを回転駆動する。

モータ駆動信号生成手段１２は、駆動コイル５に供給するモータ駆動電流を定めるモータ駆動信号を生成する。始動時には、回転パルス生成手段１０で生成した回転パルスに基づいてモータ駆動パターン記憶手段１１から始動パターンを読み取り、この始動パターンを用いてモータ駆動信号を生成して始動を行う。また、始動した後は、モータ駆動パターン記憶手段１１から駆動パターンを順次読み取り、この駆動パターンを用いてモータ駆動信号を生成して始動を行う。

また、本発明のＤＣブラシレスモータ１は、回転パルス生成手段１０とモータ駆動信号生成手段１２とモータ駆動パターン記憶手段１１とを制御する制御手段１３を備える。

制御手段１３は、モータ駆動パターン記憶手段１１から各駆動パターンを読み出させる制御と、各駆動パターンを用いて、モータ駆動信号生成手段１２にモータ駆動信号を生成させる制御と、モータ駆動パターン記憶手段１１に、回転パルス生成手段１０で得られる回転パルス信号を駆動時の駆動パターンと対応付けて記憶させる制御と、モータ駆動信号生成手段１２に、対応関係に基づいて、連続する同値の回転パルス信号中の何れかの位相に対応する駆動パターンを始動パターンとして設定させる制御と、始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段１１に記憶させる制御の各制御を行う。

次に、図２、図３を用いて駆動パターンによるモータロータの駆動について説明する。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の駆動コイルに印加する電圧を示し、図２（ｄ）はこの印加電圧により流れる電流方向を示し、図２（ｅ）はこのとき得られる回転パルスの一例を示している。ここでは、３相の駆動コイルを６個の駆動パターン（以下、Ａ〜Ｆで示す）で駆動する例を示している。６個の駆動パターンにより電流を流すことで、モータロータ２は６０度毎に回転する

なお、回転パルスは、例えば図１に示すように、モータロータ２と同軸に取り付けられたセンサターゲット６が有する凹凸を距離センサ等のセンサ７で検出され、凹凸を１８０度間隔で設けることによって、モータロータが１回転する間に１８０度毎に切り替わり、モータロータ２の一回転と同期した信号を出力する。図２（ｅ）では、回転パルスを“ＯＮ”と“ＯＦＦ”で示している。

本発明のＤＣブラシレスモータでは、センサターゲット６の凹凸の位置とモータロータ２の磁極３の境界位置との位相は必ずしも一致していないが、６個の駆動パターンの内の３個の駆動パターン（図２ではＵ→Ｗ、Ｖ→Ｗ、Ｖ→Ｕの電流方向の駆動パターン）の間に一方の回転パルス（図２では“ＯＮ”の回転パルス）が出力され、６個の駆動パターンの内の他の３個の駆動パターン（図２ではＷ→Ｖ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｖの電流方向の駆動パターン）の間に他方の回転パルス（図２では“ＯＮ”の回転パルス）が出力される。

なお、図２に示した駆動パターンと回転パルスとの組み合わせは一例であり、モータロータ２の磁極３の位置とセンサターゲット６の凹凸の位置によって異なる。

図３は図２に示した駆動パターンの場合について、モータロータの磁極とセンサターゲットの位置を示している。図３（ａ）は、６個の駆動パターンにより流れる電流方向を示している。なお、Ａ〜Ｆは図２中の６個の駆動パターンを示している。また、図３（ｂ），図３（ｃ）は、各駆動パターンＡ〜Ｆにおけるロータモータの磁極位置とセンサターゲットの位置を示している。駆動パターンＢ，Ｃ，Ｄで駆動された場合には、“ＯＮ”の回転パルスが出力され、駆動パターンＥ，Ｆ，Ａで駆動された場合には、“ＯＦＦ”の回転パルスが出力される。

各駆動パターンで駆動コイルに電流を流し続けると、モータロータは、モータロータの磁極による磁界と、その駆動パターンによってモータステータが形成する磁界とが釣り合う回転位置で静止する。

モータロータは、この駆動パターンを順次切り替えることで回転する。駆動パターンの切り替えは、モータ駆動信号生成手段１２によりモータ駆動パターン記憶手段１１に記憶する駆動パターンを順次読み出し、この駆動パターンに従って駆動コイルに流す電流の向きを切り替えることによって行う。このとき回転パルス生成手段１０の出力を取得することで、各駆動パターンに対応する回転パルスを得ることができる。

また、モータロータを始動させるには、磁極位置に応じた所定の駆動パターンの電流を流す必要があり、複数の駆動パターン（ここでは６個の駆動パターン）の中から、モータロータの回転位置に応じた駆動パルスを始動パターンとして選択する必要がある。

モータロータの磁極位置と回転パルスの信号の境界位置の位相が一致している場合には、回転パルスの信号の境界に合わせて、駆動パターンから始動パターンを選択することでモータロータを始動させることができるが、このためには、モータロータの磁極位置と回転パルスの信号とを位相が一致するように調整する必要がある。本発明のＤＣブラシレスモータでは、このモータロータの磁極位置と回転パルスの信号との位相は必ずしも一致せず、また、その位相調整も行うことなく始動させることを目的としている。そこで、本発明のＤＣブラシレスモータは、回転パルスの信号値に基づいて複数の駆動パターンの中から始動に適した駆動パターンを選択し、選択した駆動パターンを始動パターンとしてモータステータの駆動コイルに電流を流すことで始動を行う。

図示する実施態様では、６個の駆動パターンに対して得られる回転パルスは“ＯＮ”か“ＯＦＦ”の２つの信号値であるため、回転パルスに対して始動に用いる駆動パターンを一体一で設定することができない。そこで、駆動パターンと回転パルスとの関係を予め求め、この関係において始動に適した駆動パターンを選択して始動パターンとして設定しておき、検出した回転パルスの信号値に対応する始動パターンを読み出すことでモータロータを始動させる。

モータロータの磁極位置とセンサターゲットと位置との位置関係は、各ＤＣブラシレスモータによって異なるため、駆動パターンと回転パルスとの関係はＤＣブラシレスモータ毎に求める必要があるが、この関係はセンサターゲットの取り付け位置を代えない限り不変であるため、一度この駆動パターンと回転パルスとの関係を求めておくことで、以後は同じ関係に基づいて、設定された同じ始動パターンを用いて始動動作を行うことができる。

モータ駆動パルス記憶手段１１は、複数の駆動パターンを記憶すると共に、この駆動パターンの中から回転パルスに基づいて選択した駆動パターンを始動パターンとして記憶する。モータ駆動信号生成手段１２は、始動時にはモータ駆動パルス記憶手段１１から始動パターンを読み出して始動に用いる駆動信号を生成し、また、始動した後は、モータ駆動パルス記憶手段１１から駆動パターンを順次読み出して駆動信号を生成する。回転速度の制御は、通常のＤＣブラシレスモータと同様に、この駆動パターンを切り替える周期を調整することで行うことができる。

以下、図４，図５を用いて通常運転時の始動について説明し、図６，図７を用いて始動パターンの選択、設定について説明する。

はじめに、通常運転時における始動動作について、図４の説明図及び図５のフローチャートを用いて説明する。

モータ駆動信号生成手段１２は、図示しない外部装置からモータの始動指定を受け取ると（Ｓ１）、回転パルス生成手段１０からの回転パルスの出力信号を取得して、回転パルスの信号状態を確認する（Ｓ２）。

ここでは、回転パルスの信号状態は、上記したように、例えば６個の駆動パターンに対して “ＯＮ”あるいは“ＯＦＦ”の２つの信号状態をとるものとする。図４（ａ），（ｂ）は、図３の場合において回転パルスが“ＯＮ”の状態を示している。なお、６個の駆動パターンに対して、回転パルスの“ＯＮ”の信号状態と“ＯＦＦ”の信号状態とは、半周期分（１８０度）ずれた関係にあるため、“ＯＮ”の信号状態あるいは“ＯＦＦ”の信号状態の何れか一方に対する始動パターンを定めることで、他方の信号状態における始動パターンについても、単に半周期分だけずらした駆動パターン（ここでは３個分の駆動パターン）によって始動パターンを求めることができる。したがって、モータ駆動パターン記憶手段１１は、一つの駆動パターンを始動パターンとして記憶すれば済む。

例えば、３相モータの駆動パターンは、前記したように、Ｕ→Ｖ、Ｕ→Ｗ、Ｖ→Ｗ、Ｖ→Ｕ、Ｗ→Ｖ、Ｗ→Ｖ、Ｕ→Ｖの順で変えることでモータロータを回転駆動することができる。このとき、回転パルス生成手段１０の出力が“ＯＮ”のときの始動パターンとして例えばＶ→Ｕの駆動パターンが始動パターンとして記憶されている場合には、回転パルス生成手段１０から“ＯＮ”の出力信号が得られたときには、このＶ→Ｕの駆動パターンを始動パターンとして用い、回転パルス生成手段１０から“ＯＦＦ”の出力信号が得られたときには、３つ先のＷ→Ｖの駆動パターンを始動パターンとして用いることで始動させることができる。

回転パルスの出力信号を確認し、“ＯＮ”の信号状態である場合には（Ｓ３）、この“ＯＮ”の信号状態に対応して設定された始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段１１から読み出す。図４（ｃ）〜（ｆ）は、“ＯＮ”の信号状態（図４（ｂ）に示す）に対応する駆動パターン（図４（ａ）に示す）の中から、最も位相が進んでいる（図中の位相Ｄ）駆動パターンを始動パターンとしてした場合を示している。

回転パルスが“ＯＮ”の信号状態の場合には、モータロータは図４（ａ）に示す３つの回転位置である可能性があり、回転パルスのみでいずれの回転位置であるかを特定することはできない。

図４（ｄ）は、モータロータが位相Ｄの回転位置にある場合を示している。この場合には位相Ｄに相当する駆動パターンを始動パターンとして用いて始動すると、その位置に静止する。その後は、以下のＳ７〜Ｓ９の工程によって駆動パターンを順次切り替えることによって回転駆動することができる。

また、図４（ｅ）は、モータロータが位相Ｃの回転位置にある場合を示している。この場合には位相Ｄに相当する駆動パターンを始動パターンとして用いて始動すると、位相Ｃから位相Ｄに位置に回転する。その後は、以下のＳ７〜Ｓ９の工程によって駆動パターンを順次切り替えることによって回転駆動することができる。

また、図４（ｆ）は、モータロータが位相Ｂの回転位置にある場合を示している。この場合には位相Ｄに相当する駆動パターンを始動パターンとして用いて始動すると、位相Ｂから位相Ｄに位置に回転する。その後は、以下のＳ７〜Ｓ９の工程によって駆動パターンを順次切り替えることによって回転駆動することができる。

上記した例は、始動パターンとして、同じ回転パルスの信号状態において最も進んだ位相の駆動パターンを用いているが、モータロータの静止位置と、回転パルス生成手段の出力が切り替わる位置との関係によっては、一つ前の位相の駆動パターン（ここではＶ→Ｗの位相Ｃ）を始動パターンとして選択してもよい。

前記Ｓ６の工程で始動を行った後、始動パターンの次の駆動パターンをモータ駆動パターン記憶手段１１から読み出し（Ｓ７）、読み出した駆動パターンに基づく電流をモータステータの駆動コイルに流して駆動する（Ｓ８）。

駆動パターンの切り替え時間が経過した後（Ｓ９）、Ｓ７の工程に戻って次の駆動パターンをモータ駆動パターン記憶手段１１から読み出し、Ｓ８の工程で駆動を行う。Ｓ７〜Ｓ９の工程をモータ駆動の終了まで繰り返す（Ｓ１０）。

なお、Ｓ９の工程において、駆動パターンの切り替え時間を短くすることで回転速度を加速し、逆に切り替え時間を長くすることで回転速度を減速することができる。

次に、始動パターンの選択処理について、図６、図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図７のフローチャートは、始動パターンの選択処理を制御手段によって行う場合を示している。

図６のフローチャートにおいて、複数の駆動パターンからはじめに任意に駆動パターンを選択し（Ｓ１１）、選択した駆動パターンでモータステータの駆動コイルに電流を流し（Ｓ１２）、モータロータがモータステータの発生する磁界と釣り合って停止するのを確認した後（Ｓ１３）、回転パルス生成手段の出力信号を確認する（Ｓ１４）。

上記したＳ１１〜Ｓ１４の工程を、全駆動パターンあるいは、少なくとも、回転パルス生成手段の出力信号が同信号状態を３回確認するまで繰り返す（Ｓ１５）。

表１は、このときの駆動パターンと回転パルス生成手段の出力信号の一例を示している。

この出力信号において、前記したように、同じ回転パルスの信号状態において最も進んだ位相の駆動パターンを始動パターンとして記憶する。表の例では、Ｖ→Ｕの駆動パターンを始動パターンとして記憶する。また、モータロータの静止位置と、回転パルス生成手段の出力が切り替わる位置との関係によっては、一つ前の位相の駆動パターン（ここではＶ→Ｗの駆動パターン）を始動パターンとして選択してもよい（Ｓ１６）。

始動パターンの選択処理を制御手段によって自動で行う場合には、図７のフローチャートにおいて、モータ駆動信号生成手段１２は、制御手段１３から自動実行指定を受け取ると（Ｓ２１）、複数の駆動パターンからはじめに任意に駆動パターンを選択し（Ｓ２２）、選択した駆動パターンでモータステータの駆動コイルに電流を流し（Ｓ２３）、所定時間の経過を確認する。この所定時間の経過確認は、タイマによって行うことができる。なお、この処理は、前記したＳ１３のモータロータがモータステータの発生する磁界と釣り合って停止する状態の確認に相当する（Ｓ２４）。この後、回転パルス生成手段の出力信号を検出し（Ｓ２５）、記憶する（Ｓ２６）。

上記したＳ２３〜Ｓ２６の工程を、全駆動パターンあるいは、少なくとも、回転パルス生成手段の出力信号が同信号状態を３回確認するまで繰り返し（Ｓ２７）、この出力信号において、前記したように、同じ回転パルスの信号状態において最も進んだ位相の駆動パターンを始動パターンとして記憶する。表の例では、Ｖ→Ｕの駆動パターンを始動パターンとして記憶する。また、モータロータの静止位置と、回転パルス生成手段の出力が切り替わる位置との関係によっては、一つ前の位相の駆動パターン（ここではＶ→Ｗの駆動パターン）を始動パターンとして選択してもよい（Ｓ２８）。始動パターンを選択し記憶した後、制御手段１３は自動実行シーケンスを終了する（Ｓ２９）。

本発明の態様によれば、予め逆転しない駆動パターンを始動パターンとして選択することによって、逆転することなく確実にモータを始動させることができる。

また、回転パルス生成手段の出力は、始動時に限らず、このＤＣブラシレスモータを適用した真空ポンプを始動した後においても、モータ駆動パターンの切替タイミングや、回転速度を取得することによって、モータ駆動の信頼性を向上させるために用いることができる。

なお、本発明のＤＣブラシレスモータは、真空ポンプにおいて、ケーシング内で回転翼をモータ駆動する駆動源として適用することができる。回転翼は、ケーシング側に設けた固定翼に対して高速回転させ、吸気口から吸引し排気口から排気することによって、吸気口に接続される真空容器内の気体分子の排気を行う。

本発明のＤＣブラシレスモータの概要を説明するための図である。 本発明の駆動パターンによるモータロータの駆動を説明するための信号図である。 本発明の駆動パターンによるモータロータの駆動を説明するための図である。 本発明の通常運転時の始動を説明するための図である。 本発明の通常運転時の始動を説明するためのフローチャートである。 本発明の始動パターンの選択、設定を説明するためのフローチャートである。 本発明の始動パターンの選択、設定を説明するためのフローチャートである。 ホールセンサを用いた従来のＤＣブラシレスモータの構成を説明するための図である。 センサ信号と駆動パターンの一例を示す図である。 １個のホールセンサのみを使用する構成を説明するための図である。 ホールセンサのセンサ信号と駆動パターンの一例を示す図である。

符号の説明

１…ＤＣブラシレスモータ、２…モータロータ、３…磁極、４…モータロータ、５…駆動コイル、６…センサターゲット、７…センサ、１０…回転パルス生成手段、１１…モータ駆動パターン記憶手段、１２…モータ駆動パターン生成手段、１３…制御手段。

Claims (6)

1. 磁極を有するモータロータと駆動コイルを有するモータステータとを備え、前記駆動コイルに所定の駆動パターンの直流電流を供給して駆動するＤＣブラシレスモータにおいて、
   前記モータロータと同周期の回転パルス信号を出力する回転パルス生成手段と、
   モータの相数に応じた個数の駆動パターンと、モータ始動時において駆動コイルに直流電流を供給する始動パターンとを含むモータ駆動パターンを、前記回転パルス信号と対応付けて記憶するモータ駆動パターン記憶手段と、
   駆動コイルに供給するモータ駆動電流を定めるモータ駆動信号を生成するモータ駆動信号生成手段とを備え、
   モータ駆動パターン記憶手段は、前記始動パターンを前記回転パルス信号と対応付けて記憶し、
   前記モータ駆動信号生成手段は、モータ始動時に回転パルス生成手段から得られる回転パルス信号に対応する始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段から読み出し、読み出した始動パターンを用いてモータ駆動信号を生成することを特徴とする、ＤＣブラシレスモータ。
2. 前記モータ駆動信号生成手段は、
   前記モータ駆動パターン記憶手段に記憶する各駆動パターンを用いてモータ駆動信号を生成する機能と、
   モータ駆動信号による駆動時に回転パルス生成手段で得られる回転パルス信号を、駆動時の駆動パターンと対応付けて記憶する機能と、
   当該対応関係に基づいて、連続する同値の回転パルス信号中の何れかの位相に対応する駆動パターンを始動パターンとして設定する機能と、
   前記設定した始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段に記憶する機構を備えることを特徴とする、請求項１に記載のＤＣブラシレスモータ。
3. 前記回転パルス生成手段とモータ駆動信号生成手段とモータ駆動パターン記憶手段とを制御する制御手段を備え、
   当該制御手段は、
   モータ駆動パターン記憶手段から各駆動パターンを読み出させる制御と、
   当該各駆動パターンを用いて、前記モータ駆動信号生成手段にモータ駆動信号を生成させる制御と、
   モータ駆動パターン記憶手段に、回転パルス生成手段で得られる回転パルス信号を駆動時の駆動パターンと対応付けて記憶させる制御と、
   モータ駆動信号生成手段に、前記対応関係に基づいて、連続する同値の回転パルス信号中の何れかの位相に対応する駆動パターンを始動パターンとして設定させる制御と、
   当該始動パターンをモータ駆動パターン記憶手段に記憶させる制御の各制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＤＣブラシレスモータ。
4. 前記連続する同値の回転パルス信号中の内で、最も位相が進んだ駆動パターンを始動パターンとして設定することを特徴とする、請求項２又は３に記載のＤＣブラシレスモータ。
5. 前記連続する同値の回転パルス信号から位相をひとつ前に戻した駆動パターンを始動パターンとして設定することを特徴とする、請求項２又は３に記載のＤＣブラシレスモータ。
6. 前記請求項１から請求項５の少なくとも何れか一つのＤＣブラシレスモータのモータロータにより回転翼を回転駆動する回転真空ポンプであって、
   前記回転パルス生成手段は、前記回転翼と同期して回転する回転部材をセンサターゲットとし、当該センサターゲットの回転をセンサで検出することを特徴とする、回転真空ポンプ。

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