JP6756752B2 - モータ装置、モータ駆動制御装置、及びモータの駆動方法 - Google Patents

Description

この発明は、モータ装置、モータ駆動制御装置、及びモータの駆動方法に関し、特に、モータ装置、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置、及びモータの駆動方法に関する。

単相モータでは、いわゆるデッドポイントに陥るという問題を避けて駆動を開始させる必要がある。このような問題に関して、単相モータにおいて、マグネットとステータのティースとの間のエアギャップに偏りを設け、デッドポイントが発生しないようにして安定駆動できるようにすることが一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３３３５８５号公報

ところで、上記の特許文献１に記載されているような構造では、マグネットとティースとのエアギャップに偏りが設けられているので、コギングトルクが大きくなり、モータの回転に伴う振動が発生しやすいという問題がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、確実に回転を開始させることができ、かつ、振動が発生しにくいモータ装置、モータ駆動制御装置、及びモータの駆動方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ装置は、モータと、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置と、モータのロータの位置に応じて位置検出信号を出力する位置検出器とを備えるモータ装置であって、モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、整数ｎに４を乗じた数であり、複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、第１系統のコイルと第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、第１の駆動回路と第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路と、位置検出信号に基づいてインバータ回路の動作を制御する制御回路部とを有し、第１の駆動回路のインバータ回路は、第１の駆動回路の制御回路部の制御に基づいて第１系統のコイルに通電し、第２の駆動回路のインバータ回路は、第２の駆動回路の制御回路部の制御に基づいて、第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで第２系統のコイルに通電する。

好ましくは、モータは、複数のティースと同数の、コイルが巻回されない補助突極をさらに備え、それぞれの補助突極は、互いに隣り合う２つのティースの間に配置されている。

好ましくは、ティースの先端部の周方向の幅は、３６０度を磁極の数で除した角度と同じかそれより小さい。

好ましくは、磁極の数は６であり、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組合せの数は４であり、ティースの先端部の周方向の幅は、５０度以上６０度以下の範囲である。

好ましくは、位置検出器は、第１系統のコイルに対応する位置に配置されており第１の駆動回路の制御回路部に位置検出信号を出力する第１の位置検出器と、第２系統のコイルに対応する位置に配置されており第２の駆動回路の制御回路部に位置検出信号を出力する第２の位置検出器とを含む。

好ましくは、第２の位置検出器は、第１の位置検出器に対して、モータの回転軸周りに、３６０度を磁極の数と系統数との積で除した角度に対応する角度だけ回転した位置にある。

好ましくは、第１の位置検出器は、位置検出信号として第１のホール信号を出力する第１のホール素子であり、第２の位置検出器は、位置検出信号として第２のホール信号を出力する第２のホール素子であり、第１の駆動回路の制御回路部は、入力された第１のホール信号に応じたタイミングで第１系統のコイルに流れる電流の向きを切り替え、第２の駆動回路の制御回路部は、入力された第２のホール信号に応じたタイミングで第２系統のコイルに流れる電流の向きを切り替える。

この発明の他の局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置であって、モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、整数ｎに４を乗じた数であり、複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、第１系統のコイルと第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、第１の駆動回路と第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路と、モータのロータの位置に応じた位置検出信号に基づいてインバータ回路の動作を制御する制御回路部とを有し、第１の駆動回路のインバータ回路は、第１の駆動回路の制御回路部の制御に基づいて第１系統のコイルに通電し、第２の駆動回路のインバータ回路は、第２の駆動回路の制御回路部の制御に基づいて、第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで第２系統のコイルに通電する。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータの駆動方法は、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置と、モータのロータの位置に応じて位置検出信号を出力する位置検出器とを用いてモータを駆動するモータの駆動方法であって、モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、整数ｎに４を乗じた数であり、複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、第１系統のコイルと第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、第１の駆動回路と第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路を有し、モータの駆動方法は、位置検出信号に基づいて、第１の駆動回路のインバータ回路によって第１系統のコイルに通電させる第１のステップと、位置検出信号に基づいて、第２の駆動回路のインバータ回路によって、第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで第２系統のコイルに通電させる第２のステップとを有する。

これらの発明に従うと、確実に回転を開始させることができ、かつ、振動が発生しにくいモータ装置、モータ駆動制御装置、及びモータの駆動方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータ装置の構成を模式的に示す図である。 モータのステータの構成を説明する図である。 モータのステータと磁極とを示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態におけるモータ装置について説明する。

なお、以下の説明において、ティースに対するコイルの巻回方向とは、ティースの先端部分からモータの回転軸に向かう方向から見て、コイルがティースに巻回されている方向をいう。すなわち、コイルは、ティースに対して時計回り方向（ＣＷ方向）か、反時計回り方向（ＣＣＷ方向）か、いずれかの巻回方向でティースに巻回されている。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ装置１の構成を模式的に示す図である。

図１に示されるように、モータ装置１は、モータ５０と、モータ５０の駆動を制御するモータ駆動制御装置１ａと、位置検出器４１，４２（第１の位置検出器４１及び第２の位置検出器４２）とを備えている。モータ装置１には、外部から電源電圧Ｖｄｃが供給される。また、モータ装置１から外部に、モータ５０の回転に応じたＦＧ信号が出力される。モータ装置１には、外部から速度指令が入力される。モータ装置１は、入力された速度指令に応じて、モータ５０を駆動させる。

モータ５０は、複数の磁極５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ）と、複数のティース７０（各ティースを総称した符号）のそれぞれに巻回された複数のコイル８０（各コイルを総称した符号）とを備えている。本実施の形態において、モータ５０は、コイル８０が巻回されない複数の補助突極７５（各補助突極を総称した符号）を備えている。ステータ６０は、複数のティース７０と、複数のコイル８０と、複数の補助突極７５とで構成されている。

本実施の形態においては、６つの磁極５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆが設けられている。また、４組のティース７０とそのティース７０に巻回されたコイル８０との組み合わせが設けられている。また、４つのティース７０と同数の、４つの補助突極７５が設けられている。６つの磁極５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆは、Ｎ極（磁極５１ａ，５１ｃ，５１ｅ）とＳ極（磁極５１ｂ，５１ｄ，５１ｆ）とが周方向に交互に並ぶようにして配置されている。

なお、図１において、矢印は、コイル８０の巻回方向を示すものである。

後述するように、複数のコイル８０のそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイル８０ａ（図２に示す）と、互いに直列に接続された第２系統のコイル８０ｂ（図２に示す）とのいずれかに含まれている。

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１ａは、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとを有している。第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのそれぞれは、インバータ回路１５，１５ｂと、制御回路部１２，１２ｂとを有している。また、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのそれぞれは、ヒューズ１９，１９ｂを有している。

以下、第１の駆動回路１０の制御回路部１２を第１の制御回路部１２と呼び、第２の駆動回路１０ｂの制御回路部１２ｂを第２の制御回路部１２ｂと呼ぶことがある。また、第１の駆動回路１０のインバータ回路１５を第１のインバータ回路１５と呼び、第２の駆動回路１０ｂのインバータ回路１５ｂを第２のインバータ回路１５ｂと呼ぶことがある。

第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのそれぞれに、モータ装置１に入力された電源電圧Ｖｄｃ及び速度指令が入力される。本実施の形態において、ＦＧ信号は、第１の駆動回路１０から出力され、モータ装置１の外部に出力される。

第１の駆動回路１０には、第１の位置検出器４１が接続されている。第２の駆動回路１０ｂには、第２の位置検出器４２が接続されている。

位置検出器４１，４２は、モータ５０のロータの位置に応じて位置検出信号を出力する。後述するように、第１の位置検出器４１は、第１の駆動回路１０の制御回路部１２に位置検出信号を出力する。第２の位置検出器４２は、第２の駆動回路１０ｂの制御回路部１２ｂに位置検出信号を出力する。

本実施の形態において、第１，第２の位置検出器４１，４２は、互いに同じホール素子（第１，第２のホール素子）である。第１，第２のホール素子は、位置検出信号として、正負の極性を有する信号である、ホール信号（第１，第２のホール信号）を出力する。なお、第１，第２の位置検出器は互いに同じ素子に限られず、また、ホール素子に限られるものではない。

本実施の形態において、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、第１の駆動回路１０からＦＧ信号の出力が行われるほかは、互いに同じ回路構成を有している。そのため、以下に第１の駆動回路１０についての構成を説明し、第２の駆動回路１０ｂの説明も兼ねる。

第１の駆動回路１０において、電源電圧Ｖｄｃは、ヒューズ１９を経由して、第１の制御回路部１２と、第１のインバータ回路１５に入力される。

第１の制御回路部１２は、例えばモータ駆動用の汎用のＩＣである。第１の制御回路部１２には、速度指令と、第１の位置検出器４１から出力された位置検出信号とが入力される。第１の制御回路部１２は、位置検出信号に基づいて、第１のインバータ回路１５を動作させる出力信号を出力し、第１のインバータ回路１５の動作を制御する。例えば、第１の制御回路部１２は、位置検出信号に基づいてモータ５０の回転速度を検出し、モータ５０の回転速度が入力された速度指令に対応する回転速度になるように、第１のインバータ回路１５に含まれるスイッチング素子のオン、オフ動作を制御する。

第１のインバータ回路１５は、第１の制御回路部１２から出力された出力信号に基づいてモータ５０が備えるコイル８０に通電する。第１のインバータ回路１５は、例えば、電源電圧Ｖｄｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対を２つ有している。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点が、複数のコイル８０が含まれるコイル８０の通電系統（第１系統のコイル８０ａ又は第２系統のコイル８０ｂ）に通電するための出力端子１６，１７となっている。第１の制御回路部１２からインバータ回路１５の各スイッチ素子に対応する出力信号が出力されることで、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、出力端子１６，１７に接続されたコイル８０の通電系統の通電が行われる。

以下、第１のインバータ回路１５において、一方のスイッチ素子の対の接続点を第１の出力端子１６と呼び、他方のスイッチ素子の対の接続点を第２の出力端子１７と呼ぶことがある。第２のインバータ回路１５ｂにおいては、一方のスイッチ素子の対の接続点を第１の出力端子１６ｂと呼び、他方のスイッチ素子の対の接続点を第２の出力端子１７ｂと呼ぶことがある。

なお、第１の駆動回路１０においては、第１の制御回路部１２がモータ５０の回転に応じてＦＧ信号を出力する。この点、第２の駆動回路１０ｂにおいて、第２の制御回路部１２ｂはＦＧ信号の出力を行わない。なお、ＦＧ信号は、第２の制御回路部１２ｂから出力され、第１の制御回路部１２からは出力されないようにしてもよい。

図２は、モータ５０のステータ６０の構成を説明する図である。図３は、モータ５０のステータ６０と磁極５１とを示す概略図である。

図２及び図３において、矢印は、コイル８０の巻回方向を示すものである。なお、図２及び図３において、各コイル８０は模式的に示されている。

複数のコイル８０（８１，８２，８３，８４）のそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイル８０ａ（８１，８３）と、互いに直列に接続された第２系統のコイル８０ｂ（８２，８４）とのいずれかに含まれている。ティース７０とそのティース７０に巻回されたコイル８０との組み合わせは、第１系統のコイル８０ａと第２系統のコイル８０ｂとが交互に並ぶように周方向に並んでいる。

各ティース７０（７１，７２，７３，７４）と各補助突極７５（７６，７７，７８，７９）とは、回転軸に近い部位において互いに接続されて一体のステータヨークを構成している。

各ティース７０は、回転軸に近い部位から径方向外側に放射状に延び、ティース７０の径方向の先端部７０ａがロータの磁極５１に近接するように構成されている。各ティース７０は、周方向に等間隔に、すなわち回転軸を中心に９０度ずつの間隔で並んでいる。

各補助突極７５は、ティース７０と同様に、回転軸に近い部位から径方向外側に放射状に延び、径方向の先端部がロータの磁極５１に近接するように構成されている。各補助突極７５は、周方向に等間隔に、すなわち回転軸を中心に９０度ずつの間隔で並んでいる。回転軸方向から見て、各補助突極７５の幅寸法は、各ティース７０の幅寸法よりも小さい。これにより、各ティース７０にコイル８０を巻回するスペースが確保されている。

４つの補助突極７６，７７，７８，７９は、それぞれ、互いに隣り合う２つのティース７０の間に配置されている。すなわち、ティース７１とティース７２との間に補助突極７６が、ティース７２とティース７３との間に補助突極７７が、ティース７３とティース７４との間に補助突極７８が、ティース７４とティース７１との間に補助突極７９が、それぞれ配置されている。各補助突極７５と各ティース７０とは、周方向に等間隔に、すなわち回転軸を中心に４５度ずつの間隔で並んでいる。

本実施の形態において、第１系統のコイル８０ａのそれぞれは、周方向に隣り合う他の第１系統のコイル８０ａとはティース７０に対する巻回方向が異なっており、第２系統のコイル８０ｂのそれぞれは、周方向に隣り合う他の第２系統のコイル８０ｂとはティース７０に対する巻回方向が異なっている。

具体的には、図２に示されるように、本実施の形態において、４つのティース７１，７７２，７３，７４に、それぞれ、合計４つのコイル８１，８２，８３，８４が巻回されている。

第１系統のコイル８０ａと第２系統のコイル８０ｂとは、互いに同数が設けられている。すなわち、第１系統のコイル８０ａの数と第２系統のコイル８０ｂの数とは、それぞれ２つずつである。

第１系統のコイル８０ａには、互いに回転軸を挟んで対向する２つのコイル８１，８３が含まれる。コイル８１，８３は、一方が巻き始め、他方が巻き終わりとなるように、直列に、ティース７１，７３に巻回されている。

第２系統のコイル８０ｂには、互いに回転軸を挟んで対向する２つのコイル８２，８４が含まれる。コイル８２，８４は、一方が巻き始め、他方が巻き終わりとなるように、直列に、ティース７２，７４に巻回されている。

各コイル８０は、以下のように、第１系統のコイル８０ａと第２系統のコイル８０ｂとが交互に並ぶように周方向に並んでいる。すなわち、第１系統のコイル８１から、図２において反時計回りに、第２系統のコイル８２、第１系統のコイル８３、第２系統のコイル８４が並んでいる。

第１系統のコイル８１と、第２系統のコイル８４とは、それぞれのティース７１，７４に対する巻回方向が同一となっている（ここでは、この巻回方向をＣＣＷ方向とする）。第１系統のコイル８３と、第２系統のコイル８２とは、それぞれのティース７３，７２に対する巻回方向が同一であって、コイル８１，８４の巻回方向とは逆方向となっている（ここでは、この巻回方向をＣＷ方向とする）。

第１のインバータ回路１５は、第１の制御回路部１２の制御に基づいて第１系統のコイル８０ａに通電する。第２のインバータ回路１５ｂは、第２の制御回路部１２ｂの制御に基づいて、第２系統のコイル８０ｂに通電する。

第１のインバータ回路１５は、第１系統のコイル８０ａに接続されている。第１の出力端子１６は、コイル８１に接続されており、第２の出力端子１７は、コイル８３に接続されている。また、第２のインバータ回路１５ｂは、第２系統のコイル８０ｂに接続されている。第１の出力端子１６ｂは、コイル８２に接続されており、第２の出力端子１７ｂは、コイル８４に接続されている。

第１の制御回路部１２は、入力された位置検出信号（第１のホール信号）に応じたタイミングで第１系統のコイル８０ａに流れる電流の向きを切り替え、第２の制御回路部１２ｂは、入力された位置検出信号（第２のホール信号）に応じたタイミングで第２系統のコイル８０ｂに流れる電流の向きを切り替える。

ここで、第１の位置検出器４１は、第１系統のコイル８０ａに対応する位置に配置されている。第２の位置検出器４２は、第１の位置検出器４１に対して、モータ５０の回転軸周りに、３６０度を磁極５１の数と系統数との積で除した角度に対応する角度だけ回転した位置にある。

図３に示されるように、本実施の形態においては、第１の位置検出器４１と、第２の位置検出器４２とは、モータ５０の回転軸周りに、３０度（３６０度を磁極５１の数と系統数との積で除した角度に対応する角度の一例）だけ間隔を開けて配置されている。この角度（機械角で３０度）は、電気角で９０度に相当する角度であり、次式により求めることができる。

３６０度／（６極×２（系統の数））＝３０度

なお、第１の位置検出器４１と、第２の位置検出器４２とは、モータ５０の回転軸周りに、上述のように求めることができる角度（３０度）に磁極数の１／２で３６０度を除した角度の倍数を追加した角度、すなわち、３０度＋１２０ｍ（ｍは１以上の整数）度（３６０度を磁極５１の数で除した角度に対応する角度の一例）だけ間隔を開けて配置されていてもよい。なお、コイル８０の両端に対する第１のインバータ回路１５の第１の出力端子１６と第２の出力端子１７の接続位置、あるいは、第２のインバータ回路１５ｂの接続点を第１の出力端子１６ｂと第２の出力端子１７ｂの接続位置を入れ替えた場合は、３０度＋６０度＋１２０ｍ（ｍは０以上の整数）度だけ間隔を開けて配置されていてもよい。さらに、第１の位置検出器４１の第１の制御回路部１２に対する接続、あるいは、第２の位置検出器４２の第２の制御回路部１２ｂに対する接続を入れ替えた場合でも、３０度＋６０度＋１２０ｍ（ｍは０以上の整数）度だけ間隔を開けて配置されていてもよい。

このように２つの位置検出器４１，４２が配置されているため、互いに同様の構成を有する第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとがそれぞれに入力される位置検出信号に応じてコイル８０の通電動作を行うとき、第１系統のコイル８０ａの通電タイミングと第２系統のコイル８０ｂとの通電タイミングとが異なることになる。

すなわち、第１の駆動回路１０のインバータ回路１５は、第１の駆動回路１０の制御回路部１２の制御に基づいて、第１系統のコイル８０ａに通電する。制御回路部１２は、位置検出信号に基づいて、インバータ回路１５によって、第１系統のコイル８０ａに通電させる（第１のステップ）。また、第２の駆動回路１０ｂのインバータ回路１５ｂは、第２の駆動回路１０ｂの制御回路部１２ｂの制御に基づいて、第１系統のコイル８０ａの通電タイミングとは異なる通電タイミングで、第２系統のコイル８０ｂに通電する。制御回路部１２ｂは、位置検出信号に基づいて、インバータ回路１５ｂによって、第１系統のコイル８０ａの通電タイミングとは異なる通電タイミングで、第２系統のコイル８０ｂに通電させる（第２のステップ）。ロータの回転位置に伴い、第１系統のコイル８０ａと第２系統のコイル８０ｂのそれぞれに電流が流れることにより、モータ５０に回転トルクが発生し、モータ５０が回転する。

本実施の形態において、各ティース７０の先端部７０ａの周方向の幅は、３６０度を磁極５１の数で除した角度と同じかそれより小さい。より具体的には、磁極５１の数は６であるところ、先端部７０ａの周方向の幅は、５０度以上６０度以下の範囲であることが好ましい。すなわち、本実施の形態において、各磁極５１の周方向の幅は、６０度である。先端部７０ａの周方向の幅は、各磁極５１の周方向の幅と略同じであることが好ましい。

各磁極５１の周方向の幅よりも先端部７０ａの幅が大きくなると、磁極５１とティース７０との間でモータ５０の回転を妨げる反力が増加し、効率が悪化する。また、各磁極５１の周方向の幅よりも先端部７０ａの幅が小さすぎると、そのティース７０に巻回されるコイル８０が先端部７０ａよりも幅広となったり、磁極５１を効果的に利用することができなかったりし、効率が悪化する。先端部７０ａの周方向の幅を上述の範囲内に適切に設定することにより、反力を生じないようにしつつ、かつ、コイル８０の巻き幅を確保することができ、モータ５０の駆動時の効率を高めることができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、モータ装置１は、以下の効果を有する。

通常、比較的小型の単相モータでは、４極４スロットの構成とする場合が多い。これに対して、本実施の形態においては、６極４スロットの構成を有するモータ５０を、２スロットずつをそれぞれ独立した２系統の駆動回路１０，１０ｂによりそれぞれ位相をずらして（電気角９０°）通電することで駆動させる。各系統ともデッドポイントを避けた位置にロータが停止するため、デッドポイントをなくすことができる。磁極とティースとの間のエアギャップが不均衡になるようにする必要がなくなるので、コギングトルクを小さくすることができ、振動や騒音の発生を低減させることができる。また、安定してモータ５０を駆動することができる。

第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとして、位置検出器４１，４２からの位置検出信号に基づく同一の動作を行う、同一の回路構成のものを用いることができる。したがって、２系統のコイル８０ａ，８０ｂに通電するモータ装置１を簡素に構成することができる。２系統のコイル８０ａ，８０ｂのそれぞれを適切なタイミングで通電することにより、良好な効率で駆動できる。

モータ５０のステータ６０には、補助突極７５が設けられている。補助突極７５の先端部はティース７０の先端部７０ａと同様に磁極５１に近接しているため、補助突極７５には磁束が流れる。すなわち、モータ５０は、６極８スロット構造を有するものということもできる。補助突極７５が設けられていることにより、モータ５０を高い効率で駆動することができる。また、補助突極７５が設けられていることにより、スロット間（ティース７０と補助突極７５との間隔）を小さくすることができ、コギングトルクを低減させることができる。

本実施の形態では、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのいずれか一方において、ヒューズ１９，１９ｂが切れたり故障したりして駆動が停止したときであっても、他方だけで、モータ５０の駆動を継続させることができる。そのため、例えばモータ５０に外的負荷が加えられている場合において、駆動回路１０，１０ｂの一方が停止しても、モータ５０の回転トルクを発生させることができるため、外的負荷に抗し続けることができる。モータ５０にショートブレーキをかける場合よりも強いトルクを発生させることができる。モータ５０の回転が停止した状態において、いずれの系統についてもデッドポイントを避けた位置にロータが停止するため、駆動回路１０，１０ｂの一方のみを用いてモータ５０の回転トルクを発生させることができる。

例えば、装置内を換気する用途に用いられる複数台のファンモータのうちの１台としてモータ装置１を用いる場合において、駆動回路１０，１０ｂの一方が停止しても、装置内外の圧力差に抗することができる。したがって、装置内外の圧力差によってモータ５０が逆回転し、換気能力が落ちるという不具合が発生することを防止することができる。

なお、上述の実施の形態において、第１の駆動回路１０の制御回路部１２及び第２の駆動回路１０ｂの制御回路部１２ｂのいずれか一方は、入力された位置検出信号に基づく通電タイミングよりも所定時間ずれたタイミング（電気角で９０度だけずれたタイミング）で通電を行うようにしてもよい。この場合、１つの位置検出器から出力される位置検出信号を２つの駆動回路１０，１０ｂで共用することができ、位置検出器の数を減らすことができる。

［その他］

モータ装置の回路構成は、上述の実施の形態やその変形例に示されるような具体例に限定されない。上述の実施の形態やその変形例における個々の構成を一部変形した構成と適宜組み合わせて本発明の目的に適合するように構成してもよい。ほかにも、本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。

本実施の形態のモータ装置に用いられるモータは、上記の実施の形態のものに限定されるものではない。補助突極は設けられていなくてもよい。

また、磁極数、スロット数は、実施例に限定されない。磁極の数及びスロットの数は、次のように設定すればよい。すなわち、モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極を有し、かつ、ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数が、整数ｎに４を乗じた数となるように構成されていればよい。また、補助突極を設ける場合には、ティースの数と同数の補助突極を設けるようにすればよい。例えば、補助突極を含む、１２極１６スロット（上記の整数ｎが２の場合）のモータを用いることができる。

第１系統のコイルのそれぞれの巻数と、第２系統のコイルのそれぞれの巻数とは、互いに同一であることが望ましいが、異なっていてもよい。第１系統のコイルのそれぞれの巻数と、第２系統のコイルのそれぞれの巻数とが同一であれば、第１の駆動回路に流れる電流の大きさと第２の駆動回路に流れる電流の大きさとのバランスが取れるため、より好ましい。

各駆動回路部の制御回路部は、汎用ＩＣに限られない。

位置検出器の数は、２個に限定されない。より多くの位置検出器を用いるようにしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ モータ装置、１ａ モータ駆動制御装置、１０ 第１の駆動回路、１０ｂ 第２の駆動回路、１２ 第１の制御回路部、１２ｂ 第２の制御回路部、１５ 第１のインバータ回路、１５ｂ 第２のインバータ回路、１６，１６ｂ 第１の出力端子、１７，１７ｂ 第２の出力端子、１９，１９ｂ ヒューズ、４１ 第１の位置検出器（第１のホール素子）、４２ 第２の位置検出器（第２のホール素子）、５０ モータ、５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ） 磁極、６０ ステータ、７０（７１，７２，７３，７４） ティース、７０ａ 先端部、７５（７６，７７，７８，７９） 補助突極、８０ コイル、８０ａ（８１，８３） 第１系統のコイル、８０ｂ（８２，８４） 第２系統のコイル

Claims (7)

1. モータと、前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置と、前記モータのロータの位置に応じて位置検出信号を出力する位置検出器とを備えるモータ装置であって、
   前記モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、前記整数ｎに４を乗じた数であり、
   前記複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、前記第１系統のコイルと前記第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、
   前記モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、
   前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路と、前記位置検出信号に基づいて前記インバータ回路の動作を制御する制御回路部とを有し、
   前記第１の駆動回路の前記インバータ回路は、前記第１の駆動回路の前記制御回路部の制御に基づいて前記第１系統のコイルに通電し、
   前記第２の駆動回路の前記インバータ回路は、前記第２の駆動回路の前記制御回路部の制御に基づいて、前記第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで前記第２系統のコイルに通電し、
   前記位置検出器は、前記第１系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第１の駆動回路の前記制御回路部に位置検出信号を出力する第１の位置検出器と、前記第２系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第２の駆動回路の前記制御回路部に位置検出信号を出力する第２の位置検出器とを含み、
   前記第２の位置検出器は、前記第１の位置検出器に対して、前記モータの回転軸周りに、３６０度を前記磁極の数と系統数との積で除した角度に対応する角度だけ回転した位置にある、
   モータ装置。
2. 前記モータは、前記複数のティースと同数の、コイルが巻回されない補助突極をさらに備え、
   それぞれの前記補助突極は、互いに隣り合う２つの前記ティースの間に配置されている、請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記ティースの先端部の周方向の幅は、３６０度を前記磁極の数で除した角度と同じかそれより小さい、請求項１又は２に記載のモータ装置。
4. 前記磁極の数は６であり、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組合せの数は４であり、
   前記ティースの先端部の周方向の幅は、５０度以上６０度以下の範囲である、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ装置。
5. 前記第１の位置検出器は、前記位置検出信号として第１のホール信号を出力する第１のホール素子であり、
   前記第２の位置検出器は、前記位置検出信号として第２のホール信号を出力する第２のホール素子であり、
   前記第１の駆動回路の前記制御回路部は、入力された前記第１のホール信号に応じたタイミングで前記第１系統のコイルに流れる電流の向きを切り替え、
   前記第２の駆動回路の前記制御回路部は、入力された前記第２のホール信号に応じたタイミングで前記第２系統のコイルに流れる電流の向きを切り替える、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ装置。
6. モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置であって、
   前記モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、前記整数ｎに４を乗じた数であり、
   前記複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、前記第１系統のコイルと前記第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、
   前記モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、
   前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路と、前記モータのロータの位置に応じて位置検出器から出力された位置検出信号に基づいて前記インバータ回路の動作を制御する制御回路部とを有し、
   前記第１の駆動回路の前記インバータ回路は、前記第１の駆動回路の前記制御回路部の制御に基づいて前記第１系統のコイルに通電し、
   前記第２の駆動回路の前記インバータ回路は、前記第２の駆動回路の前記制御回路部の制御に基づいて、前記第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで前記第２系統のコイルに通電し、
   前記位置検出器は、前記第１系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第１の駆動回路の前記制御回路部に位置検出信号を出力する第１の位置検出器と、前記第２系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第２の駆動回路の前記制御回路部に位置検出信号を出力する第２の位置検出器とを含み、
   前記第２の位置検出器は、前記第１の位置検出器に対して、前記モータの回転軸周りに、３６０度を前記磁極の数と系統数との積で除した角度に対応する角度だけ回転した位置にある、
   モータ駆動制御装置。
7. モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置と、前記モータのロータの位置に応じて位置検出信号を出力する位置検出器とを用いて前記モータを駆動するモータの駆動方法であって、
   前記モータは、１以上の整数ｎに６を乗じた数の磁極と、複数のティースのそれぞれに巻回された複数のコイルとを備え、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせの数は、前記整数ｎに４を乗じた数であり、
   前記複数のコイルのそれぞれは、互いに直列に接続された第１系統のコイルと、互いに直列に接続された第２系統のコイルとのいずれかに含まれ、
   前記ティースとそのティースに巻回されたコイルとの組み合わせは、前記第１系統のコイルと前記第２系統のコイルとが交互に並ぶように周方向に並んでおり、
   前記モータ駆動制御装置は、第１の駆動回路と第２の駆動回路とを有し、
   前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とのそれぞれは、インバータ回路を有し、
   前記モータの駆動方法は、
   前記位置検出信号に基づいて、前記第１の駆動回路の前記インバータ回路によって前記第１系統のコイルに通電させる第１のステップと、
   前記位置検出信号に基づいて、前記第２の駆動回路の前記インバータ回路によって、前記第１系統のコイルの通電タイミングとは異なる通電タイミングで前記第２系統のコイルに通電させる第２のステップとを有し、
   前記位置検出器は、前記第１系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第１の駆動回路に位置検出信号を出力する第１の位置検出器と、前記第２系統のコイルに対応する位置に配置されており前記第２の駆動回路に位置検出信号を出力する第２の位置検出器とを含み、
   前記第２の位置検出器は、前記第１の位置検出器に対して、前記モータの回転軸周りに、３６０度を前記磁極の数と系統数との積で除した角度に対応する角度だけ回転した位置にある、
   モータの駆動方法。

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