JPH03164088A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は永久磁石形のロータを有するブラシレスモータ
の駆動装置に関する。

（従来の技術） この種のブラシレ゛スモータを駆動するための駆動装置
としては、ステータ部分にロータの極の位置を検出する
ための位置検出素子たる磁電変換素子例えばホール素子
を電気角で６０度若しくは１２０度の間隔で複数個配設
し、これらのホール素子からの位置検出信号に基づいて
前記ステータのステータコイルへの通電タイミングを決
定する論理変換部を設け、この論理変換部の結果たる転
流信号により前記ステータコイルに通電する駆動回路た
るインバータ回路を設ける横或が一般的である。

尚、この種のブラシレスモータにおいては、ステータ部
分に周波数発電用導体パターンを形成し、ロータ部分に
この周波数発電用導体パターンに対応して周波数発電用
永久磁石を取付けて、ロータの回転に応じて周波数発電
用導体パターンから周波数発電信号を得るようにした周
波数発電機を設け、この周波数発電機の周波数発電用導
体パターンから得られる周波数発電信号に基づいて速度
制御することも行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記従来の構成では、例えば３相のブラシレ
スモータの場合を例にとると、位置検出素子として３個
のホール素子を用いる必要があり、しかも、配線数とし
ては、ステータコイルに対する電力線の３本，ホール素
子に対する電源線として２本，各ホール素子の出力線と
して各２本の計１１本が必要である。このため、ブラシ
レスモータ内の構造が複雑になり、大形重量化する不具
合があり、総じて、高価になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、ロータの極の位置を直接検出する位置検出素子を用い
ることなく転流信号を得ることができるブラシレスモー
タの駆動装置を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明のブラシレスモータの駆動装置は、同期回転用信
号を発生する発振手段を設け、ロータの回転に応じてそ
の磁極数に関連する周波数信号を発生する周波数信号発
生手段を設け、前記ロータの回転に応じて特定位相の位
相検出信号を発生する位相検出信号発生手段を設け、複
数相のステータコイルに順次通電するための駆動回路を
設け、与えられる信号をカウントして転流信号を発生し
この転流信号を前記駆動回路に与える転流信号発生回路
を設け、この転流信号発％同路に対して起動時には前記
発振手段からの同期回転用１３号を与えその後前記周波
数信号発牛手段からの周波数信号を与えるように切換え
る切換川路を設け、前記転流信号発生回路を、周波数信
号に切換えられた後には前記α｝目検出信号発生手段か
らの位相検出信号が与えられる毎にリセットされて転流
相の補正を行なうように構成するところに特徴を有する
。

又、発振手段を、発振回路及びこの発振回路の発振出力
を分周して同期回転用信号を発生する分周回路から構成
し、位相検出信号発生手一段を、ロータの１回転中に複
数個の位相検出信号を発生する構成とするのが好ましい
。

更に、切換回路を、周波数発生手段からの周波数信号の
周波数に関連する通過制御パルスを出力する制御パルス
発生回路を有しその通過制御パルスの周期の大小に基づ
き前記発振手段からの回期回転用信号及び周波数信号発
生手段からの周波数信号のいずれを選択して通過させる
かを制御する構成にするとよい。

（作用） 本発明のブラシレスそ一夕の駆動装置によれれば、起動
時には発振手段からの同期回転用信号が転流信号発生回
路に与えられて、駆動回路を介してブラシレスモータが
同期モータとして起動され、その後、周波数信号発生手
段からの周波数信号が転流信号発生回路に与えられて、
駆動回路を介してブラシレスモータが同期モータとして
回転を続行され、その後、転流信号発生回路に周波数信
号が与えられるようになって、その転流信号発生回路は
位相検出信号発生手段からの位相検出信号が与えられる
毎にリセットされて転流相が所定の相となるように補ｉ
Ｅするようになり、従って、その後は負荷変動があって
もブラシレスモータは脱調を生ずることなく安定して回
転されることになる。

又、発振回路及び分周回路により発振手段を構成した場
合には、発振回路の発振用コンデンサの容量を低減でき
て、発振回路の小形軽量化を図り得るものとなり、更に
、位相検出信号発生手段からロータの１回転中に複数個
の位相検出信号を発生させるようにした場合には、転流
相と基準相とノ立相合せに要する時間が短かくなる〇更
に、切換回路に制御パルス発生回路を設ける構成とした
場合には、通過制御パルスの周期の変化によって同期回
転用信号から周波数信号への切換わり時点が判断される
ので、その最適な切換わり時点の判断を短時間で行なう
ことができるようになり、しかも、デジタル的に信号処
理を行なうことができて、安定した制御を行なうことが
できる。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例につき第１図乃至第６図を
参照しながら説明する。

先ず、第２図及び第３図に従ってブラシレスモータ１の
構成につき述べる。２はフレームであり、これにはプリ
ント配線基板３が取付けられている。

又、フレーム２にはプリント配線基板３の下方に位置し
てステータ４が固定されており、このステ−タ４はステ
ータコア５に複数相例えば３相のステータコイル６を巻
装して構成されている。更に、フレーム２の中心部には
ロータ７のシャフト８が挿通支承されており、このシャ
フト８の下端部には有底短円筒状のロータヨーク９が固
定されている。ロータヨーク９には内周面がステータコ
ア５の外周面と対応するようにして永久磁石１０が装着
されている。この永久磁石１０の内周面は複数極例えば
Ｎ極．Ｓ極が交互になる界磁用磁極８極に着磁されてい
る。又、永久磁石１ｏの上端面にはＮ極，Ｓ極が交互に
なる多数極例えば上記界磁用磁極８極に関連する４８極
に着磁されて周波数発電用着磁部１１が形或されている
。そして、この周波数発電用着磁部１１と対向するよう
にしてプリント配線基１！ｉ２３の下面に矩形波を環状
に連続させた形態の周波数発電用導体パターン１２がプ
リント配線により形成され、以て、周波数信号発生手段
たる周波数発電機１３が構戊されている。

更に、前記永久磁石１ｏの周波数発電用着磁部１１の一
つの極例えばＮ極は外方に突出してパルス発電用着磁部
１４に形威されている。そして、このパルス発電用着磁
部１４と対向するようにしてプリント配線基板３の下面
に例えば一つの矩形波の形態をなすパルス発電用導体パ
ターン１５がプリント配線により形威され、以て、位相
検出信号発生手段たるパルス発電機１６が構成されてい
る。

さて、第１図に従って駆動装置の電気的構成について述
べる。周波数発電機１３の出力端子（周波数発電用導体
パターン１２の出力端子）はアンプ１７を介して周波数
発電信号（ＦＧ）出力のチェック回路１８の第１の人力
端子１ａに接続されている。このチェック同路１８にお
いて、第２の人力端子Ｉｂは基準信号発生川路１つの出
力端子に接続され、出力端子Ｏは切換回路２０の第１の
人力端子１ａに接続されている。この場合、チェック回
路１８は、比較回路及び波形整形回路を含んで構成され
て、後述するように動作する。又、基準信号発生回路１
つは規定レベルの基準信号ＳＦを出力するようになって
いる。パルス発電機１３の出力端子（パルス発電用導体
パターン１５の出力端子）はアンプ２１を介してパルス
発電信号（Ｐ　Ｇ）出力のチェック回路２２の第１の入
力端子１ａに接続されている。このチェック回路２２に
おいて、第２の人力端子１ｂは基準信号発生回路２３の
出力端子に接続され、出力端子Ｏは切換回路２０の第２
の入力端子ｔｂに接続されている。

この場合、チェック回路２２は、比較回路及び波形整形
回路を含んで構成されて、後述するように動作する。又
、基準信号発生回路２３は規定レベルの基準信号ＳＰを
出力するようになっている。

２４は同期回転用信号発生用の発振手段たる発振回路で
あり、その出力端子は切換同路２０の第３の入力端子Ｉ
ｃに接続されている。この発振回路２４は、図示しない
モータスイッチのオンにより発振動作を開始して同期回
転用信号たるパルス信号ＰＯを出力するようになってい
る。更に、切換回路２０の出力端子Ｏはパルスカウンタ
，ロジック回路等からなる転流信号発生回路２５の人力
端子に接続されている。２６は駆動回路であり、これは
６個のスイッチング素子たるトランジスタをブリッジ接
続してなるインバータ同路を含んで構成されたもので、
その入力端子は転流信号発生回路２５の出力端子に接続
されている。そして・駆動回路２６の出力端子はブラシ
レスモータ１の３相のステータコイル６に接続されてい
る。

尚、第１図に示す駆動装置は機能別のプロ．ノク線図で
示しているが、実際にはマイクロコンピュータを主体と
して構成されるものである。

次に、本実施例の作用につき第４図乃至第６図をも参照
しながら説明する。

図示しないモータスイッチがオンされると、先ず「発振
回路動作」のステップＳ，となり、発振回路２４が１０
Ｈｚ程度で発振動作して第４図（ａ）に示すようにパル
ス信号ＰＯを出力する。

次いで、「ＰＯによりブラシレスモータ起動」のステッ
プＳ２となり、切換同路２０がパルス信号ＰＯを転流信
号発生回路２５に与える。転流信号発生回路２５は、こ
のパルス信号ＰＯをカウント及び論理処理して第４図（
ｂ），（Ｃ）及び（ｄ）に示すように転流信号たる出力
信号φａ．φｂ及びφＣを出力し、これらを駆動回路２
６に与える。

駆動回路２６は、これらの出力信号φａ，φｂ及びφＣ
に基づいてインバータ回路のトランジスタをオン，オフ
させることにより、第４図（ｅ），（ｆ）及び（ｇ）に
示すように出力電圧φ１，φ２及びφ３を出力してステ
ータコイル６に印加するようになる。これにより、駆動
同路２６のインバータ同路は他励式インバータ同路とし
て動作してブラシレスモータ１を同期モータとして起動
させる。そして、ブラシレスモータ１が起動すると、そ
のロータ７とともに永久磁石１０の着磁部１１も一体に
回転されるので、周波数発電機１３は第５図（ａ）に示
すように周波数信号たる周波数発電信号ＦＧを発生する
。その後、「ＦＧ＞ＳＦ？」のステップＳ，となり、チ
ェック回路１８はアンプ１７を介して与えられる周波数
発電信号ＦＧのレベルが基準信号ＳＦの規定レベルより
大か否かを判断する。そして、チェック回路１８が「Ｎ
Ｏ」（ＦＧ≦ＳＦ）と判断した時には、ステップＳ２に
戻り、発振回路２４からのパルス信号Ｐ　Ｏ　ニ基づく
ブラシレスモータ１の運転が継続される。この場合、ブ
ラシレスモータ１が所定の回転数まで達すると、周波数
発電信号ＦＧのレベルが基準信号ＳＦの規定レベルより
も大となるように設定されており、従って、ブラシレス
モータ１が所定の回転数まで達すると、チェック回路】
８はステップＳ，でｒＹＥｓＪ　　（ＦＧ＞ＳＦ）と判
断する。

そして、チェック同路１８はｒＹＥｓＪと判断した峙に
は、周波数発電信号ＦＧを肢形整形して第５図（ｂ）に
示すようにパルス信号ＦＧａを出力するようになる。即
ち、周波数発電用着磁部１１が４８極に着磁された周波
数発電機１３はロータ７の１回転で２４個のパルス信号
ＦＧａを出力させることになる。而して、ステップＳ３
でｒＹＥＳ」と判断されると、次のｒＦＧによりブラシ
レスモータ運転」のステップＳ４となり、切換回路２０
は今度はパルス信号ＰＯの代りに周波数発電信号ＦＣに
よるパルス信号ＦＧａを転流信号発生回路２５に与える
ように切換わる。これにより、転流信号発生回路２５は
この周波数允電信号ＦＧに基づいて前述同様にして出力
信号φａ．φｂ及びφＣを出力し、駆動回路２６は前述
同様にして出力電圧φ１，φ２及びφ３を出力する。従
って、駆動回路２６のインバータ回路は、転流のために
周波数発電信号ＦＧを用いた自励式インバータ回路とし
て動作して、ブラシレスモータ１を同期モータとして運
転を続行させるようになる。

一方、ブラシレスモータ１のロータ７が回転すると、そ
のロータ７とともに永久磁石〕０の着磁部１４も一体に
回転されるのて、パルス発電機１６はロータフの１回転
毎に位相検出信号たる１個のパルス発電信号ＰＧを発生
する。その後、「ＰＧ＞ＳＰ？ＪのステップＳ５となり
、チェック回路２２はアンブ２１を介して与えられるパ
ルス発電信号ＰＧのレベルが基準信号ＳＰの規定レベル
より大か否かを判断する。そして、チェック回路２２が
ｒＮＯＪ　　（ＰＧ≦ＳＰ）と判断した時には、ステッ
プＳ４に戻り、パルス信号ＦＧａに基づくブラシレスモ
ータ１の運転が継続される。この場合、ブラシレスモー
タ１が規定の回転数まで達すると、パルス発電信号ＰＧ
のレベルが基準１８号ＳＰの規定レベルよりも大となる
ように設定されており、従って、ブラシレスモータ１が
規定の回転数まで達すると、チェック回路２２はステッ
プＳ，でｒＹＥｓＪ　　（ＰＣ＞ＳＰ）とｉリ断ずる。

そして、チェック回路２２はｒＹＥｓＪと判断した峙に
は、パルス発電信号ＰＧを波形整形してパルス信号ＰＧ
ａを出力するようになる。即ち、パルス発電機１６はロ
ータ７の１回転らに設定された基準立置で１個のパルス
信号ＰＧａを出力させることになる。而して、ステップ
Ｓ，でｒＹＥＳＪと判断されると、次のｒＰＧにより転
流信号発生回路リセット（ブラシレスモータ定常運転）
」のステップＳ６となり、切換回路２０はパルス信号Ｆ
Ｇａとともにパルス信号ＰＧａも転流信号発生回路２５
に与えるようになる。そして、転流信号発生回路２５は
、パルス信号ＰＧａが与えられる毎にリセットされて、
パルス信号ＦＧａに基づき３相のステータコイル６の内
の基準相のものが常に転流相となるような出力信号φａ
，φｂ及びφＣを．出力するように補正する。従って、
駆動回路２６は、転流のために安定した６つの状態に制
御され、ブラシレスモータ１は定常運転状態になされる
ものである。

尚、第１図には示していないが、周波数発電機１３から
の周波数発電信号ＦＧは比例積分微分制御等によりブラ
シレスモータ１を定速度回転にするための速度検出信号
として用いられている。

このような本実施例によれば、次のような効果を滉るこ
とができる。即ち、起動時には発振回路２４からのパル
ス信号ＰＯに基づいて駆動回路２６のインバータ回路を
他励式インバータ回路として動作させることによりブラ
シレスモータ１を同期モータとして起動させ、その後は
、周波数発電機１３からの周波数発電信号ＦＣより得ら
れたパルス信号ＦＧａに基づいて駆動回路２６のインバ
ータ回路を自励式のインバータ回路として動作させるこ
とによりブラシレスモータ１を同期モータとして運転さ
せるようにしたので、従来とは異なり、ロータ７の磁極
の位置を直接検出する泣置検出素子を用いる必要はなく
、それたけ、ｌｇＬが簡単になり、小形軽ヱ化を図るこ
とができ、総じて、安価になし得る。更に、ブラシレス
モータ１が周波数発電信号ＦＧに基づく運転に切換わっ
た後は、パルス発電機１６のパルス発電信号ＰＧに基づ
くパルス信号ＰＧａを転流信号発生回路２５に与えてそ
の都度リセットさせるようにしたので、転流信号発生回
路２５はパルス信号ＰＧａがｌｙ，えられる毎に即ち設
定された基準位置において転流相が基準相となるように
常に補ＩＥするようになり、従って、ブラシレスモータ
１は定常運転状態になって負荷が変動しても脱調を生ず
ることはない。しかも、切換回路２０が発振回路２４の
パルス信号ＰＯから周波数発電機１３の周波数発電信号
ＦＣに基づくパルス信号ＦＧａに切換える哨明を、周波
数発電信号ＦＣのレベルが基準信号ＳＦの規定レベルよ
り大となった時（ブラシレスモータ１が所定の回転数と
なった時）とし、又、パルス発電機１６のパルス発電（
こ号ＰＣに話づくパルス信号ＰＧａを転流信号発生回路
２５に与え始める時期を、バルス発箪信号ＰＣのレベル
が基準信号ＳＰの規定レベルより大となった時（ブラシ
レスモータ１が規定の回転数となった特）としたので、
簡単な比較回路によりレベル検出するだけで実現し得、
回路構成が簡車になる。その上、周波数発電機１３及び
パルス発電機１６を、界磁用の永久磁石１０に形成され
た着磁部１１及び１４とプリント配線基板３にプリント
配線により形成された導体パターン１２及び１５とから
構成したので、夫々構成が簡単で、プリント配線基仮３
を一つのセンサーとして取扱うことができて便利である
。

第７図乃至第１２図は本発明の第２の実施例であり、前
記実施例と同一部分には同一？｝号を付して示し、以下
異なる部分についてのみ説明する。

即ち、第７図において、２７は永久磁石１０に代わる永
久磁石であり、その内周而は永久磁石１０と同様に界磁
用磁極８極に着磁されている。そして、この永久磁石２
７の外周面にはＮ極，Ｓ極が交互になる４８極に着磁さ
れた周波数発電用着磁部２８が形成され、その内の例え
ば界磁用磁極の各Ｎ極に対応する１個のＮ極従って音３
１４個（界磁用磁極数の約数）のＮ極は他よりも強く着
磁されていて周波数発電兼用のパルス発７Ｒ用着磁部２
９に形或されている。３０は前記プリント配線基板３に
代わるプリン配線基板であり、これには前記着磁部２８
，２９と対応してホール素子からなる磁気センサー３１
が取付けられている。

さて、第８図を参照する。磁気センサー３１の出力端子
はアンブ３２を介して周波数信号発生手段たる周波数信
号発生回路３３及び位…検出信号発生手段たる泣柑検出
信号発生同路３４の各入力端子に接続されている。この
場合、周波数信号発生回路３３は、比較回路及び波形整
形回路から構戊され、入力される信号が所定レベル以上
の時にこれを波形整形してパルス信号ＦＧａとしテ出力
するようになっている。又、位相検出信号発生回路３４
は、比較回路及び波形整形回路から構戊され、入力され
る信号が前記所定レベルより大なる規定レベル以上の時
にこれを波形整形してパルス信号ＰＧａとして出力する
ようになっている。そして、周波数信号発牛同路３３の
出力端子は切換回路３５の入力端子１ａに接続されてい
る。３６は発振用コンデンサ３６ａをａする発振回路で
あり、その出力端子は分周回路３７の入力端子に接続さ
れている。この発振回路３６は、分周回路３７とともに
発振手段３８を構成するもので、図示しないモータスイ
ッチのオンにより発振動作を開始して例えば１６０Ｈｚ
の発振出力信号を出力するようになっている。又、分周
囲路３７は、例えば１／１６の分周比をを有するもので
あり、発振回路３６からの発振出力信号を分周して同期
回転用信号たる１０Ｈｚのパルス信号ＰＯを出力するよ
うになっている。そして、分周回路３７の出力端子は切
換回路３５の入力端子１ｂに接続されている。ここで、
切換回路３５は、入力端子Ｉｂにパルス信号ＰＯが与え
られると、そのパルス信号ＰＯを出力端子Ｏから出力し
、入力端子１ａにパルス信号ＦＧａが与えられてこれの
周期がパルス信号ＰＯの周期よりも小となると（ブラシ
レスモータ１が所定の回転数になると）、パルス信号Ｐ
０の代りにパルス信号ＦＧａを出力端子Ｏから出力する
ように切換わる。この切換回路３５の出力端子Ｏは転流
信号発生回路３９の入力端子Ｉａに接続され、この転流
信号発生回路３つの入力端子Ｉｂは位相検出信号発生同
路３４の出力端子に接続されている。この場合、転流信
号発生回路３９は、パルスカウンタ．ロジック回路等か
ら構成され、前記転流信号発生回路２５と同様の動作を
行なう。そして、この転流信号発生回路３つの出力端子
は駆動回路２６の入力端了に接続されている。

而して、モータスイッチがオンされると、発振回路３６
が１６０Ｈｚ程度で発振動作し、分周回路３７が１０Ｈ
ｚのパルス信号ＰＯを出力する。

これにより、切換回路３５がパルス信号ＰＯを転流信号
発坐回路３９に与える。転流信号発生回路３つは、この
パルス信号ＰＯをカウント及び論理処理して転流信号た
る出力信号φａ，φｂ及びφＣを出力し、これらを駆動
回路２６に与える。駆動回路２６は、これらの出力信号
φａ，φｂ及びφＣに基づいてインバータ川路のトラン
ジスタをオン，オフさせることにより、出力電圧φ１，
φ２及びφ３を出力してステータコイル６に印加するよ
うになる。これにより、駆動回路２６のインバータ回路
は他励式インバータ回路として動作してブラシレスモー
タ１を向期モータとして起動させる。そして、ブラシレ
スモータ１が起動すると）そのロータ７とともに永久磁
石２７の着磁部２８も一体に回転されるので、磁気セン
サー３１は、第９図（ａ）に示すように、着磁部２８の
磁極が対応する毎にその回転数に応じた周波数発電信号
ＦＧを発生し、特に着磁部２９が対応した時には周波数
発電信号ＦＣよりもレベルの高いパルス発電信号ＰＧを
発生する。尚、第９図（ｂ）には界磁用磁極が示されて
いる。そして、これらの周波数発電信号ＦＧ及びパルス
発電信号ＰＧは周波数信号発生回路３３及び位相検出信
号発生回路３４にともに与えられるので、周波数信号発
生回路３３は周波数発電信号ＦＧ及びパルス発電信号Ｐ
Ｇの双方を波形整形してパルス信号ＦＧａを出力し、位
相検出信号発生回路３４はパルス発電信号ＰＧのみを波
形整形してパルス信号ＰＧａを出力する。

これにより、切換回路３５は、パルス信号ＦＧａの周期
がパルス信号ＰＯの周期より小が否かを比較するように
なり、小となった時（ブラシレスモータ１が所定の回転
数となった時）にパルス信号ＰＯの代りにパルス信号Ｆ
Ｇａを出力する。従って、今度は、転流信号発生回路３
９はこのパルス信号ＦＧａに基づいて前述同様にして出
力信号φａ，φｂ及びφＣを出力し、駆動回路２６は前
述同様にして出力電圧φ１，φ２及びφ３を出力する。

従って、駆動回路２６のインバータ回路は、転流のため
に周波数発電信号ＦＧを用いた自励式インバータ回路と
して動作して、ブラシレスモータ１を同期モータとして
運転を続行させるようになる。

一方、位相検出信号発生回路３４のパルス信号ＰＧａは
転流信号発生回路３つに与えられるようになっているの
で、転流信号発生同路３つは、パルス信号ＰＧａが与え
られる毎にリセットされて、パルス信号ＦＧａに基づき
３相のステータコイル６の内の基準相のものが常に転流
相となるような出力信号φａ，φｂ及びφＣを出力する
ように補正する。従って、駆動回路２６は、転流のため
に安定した６つの状態に制御され、ブランレスモータ１
は定常運転状態になされるものである〇ここで、第１０
図乃至第１２図において、各（ａ）図は周波数発電信号
ＦＣを示し、各（ｂ）図はステータコイル６に印加され
る電圧を示し、各（ｃ）図は界磁用磁界を示す。前述し
たようなパルス信号ＰＧａに基づく転流相の補正を行な
わなった場合には、第１１図（ｂ）或いは第１２図（ｂ
）に示す如き電圧がステータコイル６に印加されること
になって、最大トルクを発生する位相状態になるとは眼
らない。しかしながら、前述したようにパルス信号ＰＧ
ａに基づいて転流相の補正を行なうようにした場合には
、第１０図に示す如く最大トルクを発生するタイミング
でスイッチングが行なわれるようになる。

このような第２の実施例によっても前記実施例と同様の
効果を得ることができ、更に次のような効果をも得るこ
とができる。

即ち、発振回路３６の発振出力（．４号を分周囲路３７
により分周して同期回転用信号たる１０Ｈｚのパルス信
号ＰＯを発生させるようにしたので、発振回路３６の発
振周波数を高く設定することができ、従って、発振用コ
ンデンサ３　６　ａの容量を低減することができて、発
振回路３６の小形軽量化を図り得、安価になし得る。

又、パルス発電信号ＰＧをロータの１回転中に複数個た
る４個発生させるようにしたので、１回転中に転流相の
補正が４回行なわれることになり、従って、転流相と基
準相との位相合わせに要する時間が短くなり、ブラシレ
スモータ１の立上り時間の短縮を図ることができる。

尚、上記各夫施例では転流信号発生回路２５．３９にブ
ラシレスモータ１が所定の回転数になった時にパルス信
号ＰＯの代りにパルス信号ＦＧａを与えるように切換え
るようにしたが、例えば、発振回路２４．３６の発振動
作開始後一定時間経過した時にパルス信号ＦＧａを与え
るように切換えるようにしてもよい。

第１３図乃至第１６図は本発明の第３の実施例であり、
前記第２の実施例と同一部分には同一符号を付して示し
、以下異なる部分についてのみ説明する。この実施例に
おいては、第２の実施例における切換同路３５の代りに
具体的構成に係る切換回路４０を設けるものである。

即ち、第１４図において、４１は制御パルス発生回路た
るリセットパルス発生回路であり、これは、イクスクル
ーシブオア回路４２を有し、その一方の人力端子が人力
端子１ａに接続され、他方の入力端子が抵抗４３を介し
て人力端子１ａに接続されているとともにコンデンサ４
４を介してアースされることにより構成されている。４
５はゲート制御回路であり、これはＤ形のフリップフロ
ップ口路４６及び４７により構成されている。即ち、フ
リップフロツブ囲路４６において、そのデータ人力端子
Ｄは人力端子１ｃに接続され、クロック人力端子ＣＫは
人力端子１ｂに接続され、出力端子Ｑはフリップフロッ
プ回路４７のデータ入力端子Ｄに接続され、リセット端
子Ｒはイクスクルーシブオア回路４２の出力端子に接続
されている。又、フリップフロップ同路４７において、
そのフロック人力端子ＣＫは人力端子１ｂに接続され、
リセット端子Ｒはイクスクルーシブオア回路４２の出力
端子に接続されている。４８はゲート回路であり、これ
はアンド回路４９．５０及びオア回路５１によって構成
されている。そして、アンド回路４つにおいて、一方の
人力端子はフリソブフロップ口路４７の出力端子Ｑに接
続され、他方の人力端子は人力端子１ｂに接続され、出
力端子はオア回路５１の一方の人力端子に接続されてい
る。又、アンド回路５０におい゛Ｃ１その一方の入力端
子はフリップフロソブ回路４７の出力端子０に接続され
、他方の人力端子は人力端子１ａに接続され、出力端子
はオア同路５］の他方の人力端子に接続されている。更
に、オア同路５１の出力端子は出力端子Ｏに接続されて
いる。尚、第１３図及び第１４図に示すように切換回路
４０の入力端子１ｃにはスタート信号ＳＴが与えられ、
第１３図に示すように駆動回路２６には速度指令信号Ｖ
ｓが与えられるようになっている。

次に、この第３の実施例の作用につき第１５図及び第１
６図をも参照して説明する。

今、切換同路４０の人力端子１ｃに第１５図（ｂ）で示
すようにハイレベルのスタート信号ＳＴが与えられると
、これはフリップフロップ回路４６のデータ入力端子Ｄ
に与えられる。従って、フリップフロップ回路４６は、
クロツク人力端子ＣＫに分周回路３７からのパルス信号
ＰＯ（第１５図（ａ）参照）が与えられると、そのロウ
レベルからハイベルへの立上りによりセットされ、出力
端子Ｑの出力信号をハイレベルとする。これにより、同
時にフリップフロップ回路４７もセットされて、その出
力端子Ｑの出力信号をハイレベルとし且つ出力端子０の
出力信号をロウレベルとする。従って、アンド回路４つ
は人力端子Ｉｂに与えられる分周回路３７からのパルス
信号ＰＯを通過させるようになり、これが第１５図（ｅ
）で示すようにオア同路５１を経て出力端子Ｏから出力
されて転流ｆ二号発生回路３９に与えられるようになる
。従って、ブラシレスモータ１（第７図参照）はパルス
信号ＰＯに基づいて同期モータとして起動される。ブラ
シレスモータ１が起動すると、若干時間後に周波数信号
発生同路３３が第１５図（Ｃ）及び第１６図（ａ）で示
すようにパルス信号ＦＧａを発生するようになり、これ
が切換回路４０の人力端子１ａを介してリセットパルス
発生回路４１に与えられる。パルス信号ＦＧａがリセッ
トパルス発生回路４１に与えられると、そのパルス信号
ＦＧａのロウレベルからハイレベルの立上り当初はイク
スクルーシブオア口路４２の一方の人力信号はハイレベ
ルで他方の人力端子はロウレベルであるので、該イクス
クルーシブオア回路４２の出力信号は第１６図（Ｃ）で
示すようにハイレベルとなる。同ｎＳに、このパルス信
号ＦＧａにより抵抗４３を介してコンデンサ４４が充電
されるようになり、その充電電圧Ｖ４４は第１６図（ｂ
）で示すように次第に大になる。そして、コンデンサ４
４の充電電圧Ｖ４４が所定のレベルに達すると、イクス
クルーシブオア回路４２にとっては他方の人力信号もハ
イレベルとなり、従って・該イクスクルーシブオア回路
４２の出力信号はロウレベルとなり、結果として、リセ
ットパルス発生回路４１はパルス信号ＦＧａの立上りに
同期して第１６図（Ｃ）で示すように通過制御パルスた
るリセットパルスＰＲを発生することになる。その後、
パルス信号ＦＧａがなくなると、即ち、パルス信号ＦＧ
ａがハイレベルからロウレベルに立下ると、イクスクル
ーシブオア回路４２の一方の入力信号はロウレベルで他
方の人力信号はハイレベルとなり、該イクスクルーシブ
オア回路４２の出力信号は第１６図（ｃ）で示すように
再びハイレベルとなる。同時に、コンデンサ４４が第１
６図（ｂ）で示すように放電するようになり、その充電
電圧Ｖ４４が所定のレベル以下になると、イクスクルー
シブオア回路４２にとっては他方の人力信号もロウレベ
ルになり、従って、該イクスクルーシブオア回路４２の
出力信号はロウレベルとなり、結果として、リセットパ
ルス発生回路４１．はパルス信号ＦＧａの立下りに同期
して第１６図（Ｃ）で示すように通過制御パルスたるリ
セットパルスＰ６を発生することになる。即ち、リセッ
トパルスＰＲはパルス信号ＦＧａの２倍の周波数（１／
２の周期）を有するものとなる。そして、このリセット
パルスＰＲはフリップフロツプ回路４６及び４７のリセ
ット端了Ｒに与えられるので、該フリップフロソプ回路
４６及び４７は直ちにリセソトされ、フリップフロツブ
凹路４６の出力端子Ｑの出力信号がロウレベルになると
ともに、フリップフロツプ回路４７の出力端子Ｑの出力
ｋ号がロウレベルに且つ出力端子０の出力信号がハイレ
ベルになる。しかしながら、フリソプフロップ回路４６
は、分周回路３７からのパルス信号ＰＯの立上りにより
セットされるので、パルス信号ＰＯによるセットとリセ
ットバルスＰ８によりリセットとの競争になるが、パル
ス信号ＦＧａの周明がパルス信号ＰＯの周期よりもとし
く人なる場合（ブラシレスモータ１の回転数が所定の回
転数よりも低い場合）には、パルス信号ＰＯによるセッ
トがリセットバルスＰ８によるリセットよりも回数が多
くなって、結果としてセット状態に保持される０これに
対して、第１５図（ｃ）で示すように、パルス信号ＦＧ
ａの周期がパルス信号ＰＯの周期と等しくなった場合（
ブラシレスモータ１の回転数が所定の回転数となった場
合）には、フリップフロップ回路４６及び４７のリセッ
トパルスＰＲによるリセット回数がパルス信号Ｐｏによ
るセット回数の２ｆεになり、結果としてフリップフロ
ップ回路４６及び４７はリセット状態に保持されること
になる。従って、フリップフロップ回路４７の出力端子
Ｑの出力信号はロウレベルに及び出力端子０の出力信号
はハイレベルになり、これによって、パルス信号ＰＯは
アンド回路４つの通過を阻止され、代りに、パルス信号
ＦＧａがアンド回路５０を通過してオア回路５１及び出
力端子Ｏを介して転流信号発生回路３つに与えられるこ
とになる。その後は、ブラシレスモータ１の回転数が高
くなるので、パルス信号ＦＧａの周期は第１５図（Ｃ）
で示すように次第に小さくなるものであり、リセットパ
ルスＰ３が第１５図（ｄ）で示スヨうに頻繁に発生して
フリップフロツブ回路４６及び４７をリセット状態に保
持するように・なる。その後は、駆動期路２６は、第２
の実施例同様にして転流のために安定した６つの状態に
制御されてブラシレスモータ１を定常運転状態にするも
のであるが、この場合に、ブラシレスモータ１を、与え
られる速度指令信号Ｖｓの示す速度となるように速度制
御することも行なうようになっている。

従って、この第３の尖施例によっても前記第２の実施例
同様の効果が得られるものであるが、特に、この第３の
実施例によれば、周波数信号発生回路３３からのパルス
信号ＦＧａを哉にこれの２倍の周波数のリセットパルス
ＰＲを発生するリセットパルス発生回路４１を設け、分
周回路３７がらのパルス信号ＰＯによりセットされるゲ
ート制御回路４５を設けて、このゲート制御回路４５を
前記リセットパルスＰＲによりリセットさせることによ
りパルス信号ＦＧａ及びＰＯの周期を比較し、このゲー
ト制御回路４５の出力信号によりゲート回路４８を制御
してパルス信号ｐｏ及びＦＧａのいずれかを選択して通
過させるようにしたのテ、パルス信号ＰＯからパルス信
号ＦＧａへの最適な切換え時点を短時間で判断すること
ができ、それだけブラシレスモータ１の起動時間を短か
くすることができるものであり、しかも、デジタル的に
信号処理を行なっているので、安定した制御を行なうこ
とができる。

尚、上記第３の実施飼ではパルス信号ＰＯ及びＦＧａの
周期が同一になった時にパルス信号ＰＯがパルス信号Ｆ
Ｇａに切換わるようになっているが、例えば高トルク負
荷の場合のように起動特開が比較的長い場合には、パル
ス信号ＦＧａの周明がパルス信号ＰＯの周期の２倍以下
（周波数が１７２以下）となった時にパルス信号ＰＯか
らパルス信号ＦＧａに切換わることも考えられる。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す丈施例にのみ限
定されるものではなく、例えば２相ブラシレスモータに
も適用し得る等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形し
て実施し？１７ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は以上の説明から明らかであるように次のような
効果を奏する。

請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置によれば、
発振手段からの同期回転用信号，周波数信号発生手段か
らの周波数信号及び位＃目検出信号発生手段からの位相
検出信号に基づいてブラシレスモータを起動させて定常
運転させるよしうにしたので、ロータの磁極の位置を直
接検出する位置検出素子は不要であり、それだけ、構成
が簡ｉｌｌになって、小形軽量化を図ることができ、総
じて、安価になし得る。

請求項２記載のブラシレスモータの駆動装置によれば、
発振回路からの発振出力を分周同路により分周すること
により同期回転用信号を得るようにしたので、発振回路
の発振用コンデンサの容量を低減できて、発振回路の小
形軽量化を図り得、安価になし得るものであり、又、位
相険出信号発生手段からロータの１回転中に複数個の位
相検出信号を発生させるようにしたので、転流相と哉準
相との位相合せに要する時間が短くなり、ブラシレスモ
ータの立上り時間の短縮を図ることができる。

請求項３記載のブラシレスモータの駆動装置によれば、
同期回転用信号から周波数信号への切換えを切換同路に
おける制御パルス定生同路の通過制御パルスの周期の大
小に基づいて行なうようにしたので、最適な切換え時点
を短時間で判断し得て、それだけ起動時間を短くするこ
とができ、しかも、デジタル的に信号処理を行なうこと
ができて、安定した制御を行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の第１の夫施例を示し、第１
図は電気的構成を示すブロック線図、第２図はブラシレ
スモータの左半分を断面して示す側面図、第３図は永久
磁石及びプリント配線基板の斜視図、第４図及び第５図
は作用説明用の各部の信号波形図、第６図は作用説明用
のフローチャートである。又、第７図乃至第１２図は本
発明の第２の丈施例を示し、第７図及び第８図は大々第
２図及び第１図相当図、第９図は周波数発電信号及びパ
ルス発電信号と界磁用磁極との関係を示す図、第１０図
乃至第１２図は周波数発電信号及びステータコイルの印
加電圧と昇磁用磁極との関係を示す図である。そして、
第１３図乃至第１６図は本発明の第３の実施例を示し、
第１３図は第３ 孕図相当図、第１４図は切換回路の具体的な電気的構成
図、第１５図は作用説明用の各部の信号波形図、第１６
図はリセットパルス発牛同路の信号波形図である。 図面中、１はブラシレスモータ、３はプリント配線基板
、４はステータ、６はステータコイル、７はロータ、１
０は永久磁石、１１は周波数発電用着磁部、１２は周波
数発電用導体パターン、１３は周波数発電機（周波数信
号発生手段）、１４はパルス発電用着磁部、１５はパル
ス発電用導体パターン、１６はパルス発電機（位相検出
信号発生手段）、１８及び２２はチェック回路、１９及
び２３は基準信号発生回路、２０は切換回路、２４は発
振回路（発振手段）、２５は転流信号発生回路、２６は
駆動回路、２７は永久磁石・２８は周波数発電用着磁部
、２９はパルス発電用着磁部・３１は磁気センサー　３
３は周波数信号発生回路（周波数信号発生手段）、３４
は位相検出信号発生回路（位相検出信号発生手段）、３
５は切換回路、３６は発振回路、３６ａは発振用コンデ
ンサ、３７は分周回路、３８は発振手段、３９は転流信
号発生回路、４０は切換回路、４１はリセットパルス発
生回路（制御パルス発生回路）、４５はゲート制御回路
、４８はゲート回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数極を有する永久磁石形のロータと複数相のステ
   ータ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、同期回転用信号を発生する発振手段と、前
   記ロータの回転に応じてその磁極数に関連する周波数信
   号を発生する周波数信号発生手段と、前記ロータの回転
   に応じて特定位相の位相検出信号を発生する位相検出信
   号発生手段と、前記複数相のステータコイルに順次通電
   するための駆動回路と、与えられる信号をカウントして
   転流信号を発生しこの転流信号を前記駆動回路に与える
   転流信号発生回路と、この転流信号発生回路に対して起
   動時には前記発振手段からの同期回転用信号を与えその
   後前記周波数信号発生手段からの周波数信号を与えるよ
   うに切換える切換回路とを具備し、前記転流信号発生回
   路は、周波数信号に切換えられた後には前記位相検出信
   号発生手段からの位相検出信号が与えられる毎にリセッ
   トされて転流相の補正を行なうように構成されているこ
   とを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。 ２、複数極を有する永久磁石形のロータと複数相のステ
   ータ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、発振回路と、この発振回路の発振出力を分
   周して同期回転用信号を発生する分周回路と、前記ロー
   タの回転に応じてその磁極数に関連する周波数信号を発
   生する周波数信号発生手段と、前記ロータの回転に応じ
   て特定位相の位相検出信号を該ロータの１回転中に複数
   個発生する位相検出信号発生手段と、前記複数相のステ
   ータコイルに順次通電するための駆動回路と、与えられ
   る信号をカウントして転流信号を発生しこの転流信号を
   前記駆動回路に与える転流信号発生回路と、この転流信
   号発生回路に対して起動時には前記分周回路からの同期
   回転用信号を与えその後前記周波数信号発生手段からの
   周波数信号を与えるように切換える切換回路とを具備し
   、前記転流信号発生回路は、周波数信号に切換えられた
   後には前記位相検出信号発生手段からの位相検出信号が
   与えられる毎にリセットされて転流相の補正を行なうよ
   うに構成されていることを特徴とするブラシレスモータ
   の駆動装置。 ３、複数極を有する永久磁石形のロータと複数相のステ
   ータ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、同期回転用信号を発生する発振手段と、前
   記ロータの回転に応じてその磁極数に関連する周波数信
   号を発生する周波数信号発生手段と、前記ロータの回転
   に応じて特定位相の位相検出信号を発生する位相検出信
   号発生手段と、前記複数相のステータコイルに順次通電
   するための駆動回路と、与えられる信号をカウントして
   転流信号を発生しこの転流信号を前記駆動回路に与える
   転流信号発生回路と、前記周波数発生手段からの周波数
   信号の周波数に関連する通過制御パルスを出力する制御
   パルス発生回路を有しその通過制御パルスの周期の大小
   に基づき前記発振手段からの同期回転用信号及び周波数
   信号発生手段からの周波数信号のいずれを選択して通過
   させるかを制御することにより前記転流信号発生回路に
   対して起動時には前記発振手段からの同期回転用信号を
   与えその後前記周波数信号発生手段からの周波数信号を
   与えるように切換える切換回路とを具備し、前記転流信
   号発生回路は、周波数信号に切換えられた後には前記位
   相検出信号発生手段からの位相検出信号が与えられる毎
   にリセットされて転流相の補正を行なうように構成され
   ていることを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。