JPH03195389A - ブラシレスモータ - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ブラシレスモータにおけるモータ回転ロッ
クの保護に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は例えば特開昭６３−９９７９４号公報に示され
た従来のブラシレスモータのブロック構成図である。

同図において、（１）はホール素子、（２）はホールア
ンプ、（３）はホール素子（１）とホールアンプ（２）
からなるロータ位置検出回路、（４）は回転パルス発生
回路、（５）は相切り換え回路、　（６）　（７）はそ
れぞれ相が異なるステータコイル、　（８）　　（９）
はそれぞれステータコイル（６）　（７）に流す電流を
０Ｎ−ＯＦＦするトランジスタ、　（１０）はモータロ
ックを検知するロック検知回路、　（１１）はコンデン
サ（１２）の電荷を放電させるトランジスタで、ロック
検知回路（１０）　ｌ−ランジスタ（１１）およびコン
デンサ（１２）とは一種のタイマーの役割を持つ、　（
１３）はロック検知回路（１０）の信号を受はステータ
コイル（６）　　（７＞に流す電流を制限する電流制限
回路。

（１４）はステータコイル（６）　（７）に流れる電流
を電圧に変換して検出するための抵抗である。

第５図は同じ（従来のブラシレスモータにおけるロック
検知の動作を示すタイムチャートである。

同図において、ｐ点はホールアンプ（２）の出力、ｑ点
は回転パルス発生回路（４）の出力、ｒ点はコンデンサ
（１２）の正電圧側端子である。

第６図は同じ（従来のブラシレスモータにおける回転パ
ルス発生回路を示す回路図である。

同図において、　　（１２１）　　（１２７）はそれぞ
れコンデンサ、　（１２２）　　（１２４）　（１２６
）　（１２８）　（１３１）はそれぞれ抵抗、　ｆ１２
３）　　（１２９）　（１３０）はそれぞれダイオード
、　　（１２５）はトランジスタである。

次に動作について説明する。

従来のブラシレスモータはロータの位置をホール素子（
１）で検知し、これをホールアンプ（２）で方形波に整
形する。

それがＨＩ　Ｇ　Ｈレベル（以下、単にＨと称す）かＬ
ＯＷレベル〔以下、単にＬと称す〕かによって相切り換
え回路（５）はトランジスタ（８）　　（９）のいずれ
かをＯＮとし、対応するステータコイル（６）　　（７
）のいずれかが通電され、ロータの回転に応じてコイル
の通電が切り換えられてロータが継続的に回転する。回
転パルス発生回路（４）はホールアンプ（２）の出力ｐ
点の信号レベルが反転する度にパルスを出力し、トラン
ジスタ（１１）はそのパルスで導通してコンデンサ（１
２）を急速放電する。

ところがモータロック時は、ｐ点の信号が反転しないた
め９回転パルス発生回路（４）の出力（１点に回転パル
スが発生せずコンデンサ（１２）は急速放電されない。

コンデンサ（Ｉ２）はロック検知回路（１０）が充電を
行っているため、コンデンサ（１２）のｒ点の電位は上
昇していき、基準電圧Ｖ　ｒｅｆに達するとロックとし
て検知され、ロック検知回路（１０）から電流制限回路
け３）にその旨信号が送られされているが、ロック検知
したという信号が伝わると、小さな電流値に設定を変え
、ステータコイル（６）　　（７）を流れる電流は抵抗
（１４）を流れて電圧に変換されて入力され、設定電流
値になるようにえる。

モータロックが解除されると１回転パルスが発生して上
記ｒ点の電位が下がって、ロック検知した旨の信号は解
消され元の動作状態に戻る。

第６図は上記回転パルス発生回路（４）を具体的に示す
回路図である。ｐ点信号の反転を捕らえてコンデンサで
微分してパルスを作っている。ｐ点が立ち上がるとコン
デンサ（１２７）抵抗（１２８）およびダイオード（１
３０）を介して出力ｑ点に正パルスを発生し、ｐ点が立
ち下がるときもコンデンサ（１２１）と抵抗（１２２）
を介してトランジスタ（１２５）が動作して抵抗（１２
６）を介して出力ｑ点に正パルスを発生させている。こ
れが回転パルスとして次段のトランジスタ（１１）のベ
ースに供給されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のブラシレスモータは以上のように構成されってい
るので、相切り換え点でモータがロックされると、ロー
タ位置検出回路の相切り換え信号がチャタリングし９回
転パルス発生回路の出力にもこれによるパルスが出続け
、ロック検知用コンデンサの電荷を放電させてしまい電
圧を上昇させないため、ロックしているにも拘らずロッ
クが検知できず、また回転中でも相切り換え点でチャタ
リングして余分なパルスが発生ずると、上記回転パルス
発生回路の出力パルスをモニタし速度サーボとしている
場合にはサーボが乱れるなど、解決しなければならない
課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、相切り換え点でモータがロックされても正しく
ロックを検知でき、また相切り換え信号がチャタリング
してもこの影響を受けない回転パルスを提供できるブラ
シレスモータを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るブラシレスモータは、多極着磁された永
久磁石からなるロータと、単相または多相のステータコ
イルと、ロータ位置検出回路と。

このロータ位置検出回路の出力に応じて上記ステータコ
イルを切り換え通電する相切り換え回路と、クロックパ
ルスを発生させるクロックパルス発生回路と、このクロ
ックパルスと同期して、上記ロータ位置検出回路の出力
信号をサンプリングし、このロータ位置検出回路の出力
信号が立ち上がりまたは立ち下がりから少な（とも１ク
ロックパルス時間継続するときパルスを出す回転パルス
発生回路と、この回転パルス発生回路の出力パルスが所
定時間以上欠落するときはロックとして検出し、上記ス
テータコイルの電流を一定時間遮断して以降間欠通電と
するか、またはコイル電流を制限しロックが解除される
と自動的に通電を再開するよう上記相切り換え回路を制
御するロック検出回路とを備えたものである。

［作用］ この発明におりる回転パルス発生回路は、クロックパル
ス周期で相切り換え信号をサンプリングし、この相切り
換え信号が所定時間以内に反転してもこれを無視し、同
信号が所定時間以上継続したところで回転パルスを発生
させ、相切り換え信号のチャタリングの影響を受けない
。

［発明の実施例］ 以下２発明の一実施例を図について説明する。

なお１図中、従来技術と相当部分は同一符号を付し説明
を省略する。

第１図は、この発明におけるブラシレスモータのブロッ
ク構成図であり、同図において、（４）はホールアンプ
（２）の出力による相切り換え信号をクロックパルス発
生回路（１４）が作成するクロック信号を用いてサンプ
リングするようにした回転パルス発生回路である。

第２図は、同じく回転パルス発生回路（４）の具体例を
示す回路図で、同図において、　（２１）（２２）（２
３）はそれぞれ反転ゲート、　（２４）　（２５）　（
２６）はそれぞれ第１．第２．第３のフリップフロップ
（以下単にフリップフロップと称す）　、　（２７）は
抵抗である。

図中、ａ点はホールアンプ（２）の出力で略方形波の相
切り換え信号、ｂ点はクロックパルス発生回路（１４）
の出力で方形波のクロックパルス、０点は回転パルス発
生回路（４）の出力で方形波の回転パルスが現れる。

第３図は、第２図の回転パルス発生回路のタイムチャー
１・を示す図である。

次に動作に一ついて説明する。

ホールアンプ（２）は永久磁石からなるロータの位置を
検出するホール素子（１）の出力を増幅波形整形し、略
方形波の相切り換え信号とする。

この相切り換え信号を入力して相切り換え回路（５）は
トランジスタ（８）　　（９）を交互に駆動し、ステー
タコイル（６）　　（７）に交互に通電し、ロータは回
転を継続する。

回転パルス発生回路（４）はａ点の相切り換え信号を入
力し、これが反転するとき回転パルスを発生し、このパ
ルスによりトランジスタ（１１）を導通させ、コンデン
サ（１２）を急速放電させる。このため、ロータ回転中
はコンデンサ（１２）のｄ点の電圧はＯＶ近辺となって
いる。

ロータがロックすると、相切り換え信号が反転しなくな
り１回転パルスが発生せず、コンデンサ（１２）は急速
放電されない。

一方、ロック検知回路（１０）は抵抗（図示しない）を
通し、定電流でコンデンサ（１２）を充電しているので
、ｄ点の電圧が上界し、基準電圧Ｖ　ｒｅｆを超えると
ロックと判断し、相切り換え回路（５）を制御し、ステ
ータコイル（６１（７）の通電を遮断する。

このままの状態ではロックの原因が取り除かれても、電
源をリセットしないと再び回転をし始めないが、ロック
を検知したらロック検知回路（１０）がコンデンサ（１
２）を定電流または抵抗で放電させることとし、もう１
個タイマー（図示しない）を備え、所定の時間後向動的
に相切り換え回路（５）を動作させ、ステータコイル（
６）　（７）の通電を再開させるようにして自動復帰機
能を持たせることができる。この場合、ロック期間中は
間欠通電が繰り返される。また、前出第４図のようにロ
ックを検知するとモータが焼損せず自起動可能な電流に
設定してステータコイル（６）　（７）の電流を制限す
ることもできる。

次に回転パルス発生回路（４）が相切り換え信号のチャ
タリングを防止して回転パルスを発生ずる具体例を第２
図、第３図について説明する。

クロックパルス発生回路（１４）の出力を受け、ｂ点の
クロックパルス立ち上がりに同期して各フリップフロッ
プ（２４）　（２５）　（２６）が０人力をＱに出力し
、あたかもシフトレジスタのような構成となっている。

フリップフロップ（２４）の０人力はゲー１−（２１）
でａ点の信号を反転したものであるが、同フリップフロ
ップ（２４）のリセットＲ入力には、ａ点信号と同位相
の信号が入り、同時にこのフリップフロップ（２４）の
Ｑ出力の一つもワイアドアンドで人っている。

いま、ａ点の信号がＨからＬになると、クロックパルス
の立ち上がりでフリップフロップ（２４）はセラ１へさ
れ、Ｑ出力がＬからＨとなる。そしてこ（１１） （１２） の状態の入力信号が続くとクロックに同期してフリップ
フロップ（２４）　（２５）　（２６）と順次セットさ
れるが、ここで、フリップフロップ（２５）がセットさ
れていてフリップフロップ（２６）かりセットされてい
るアンド条件において出力Ｃ点に１クロックパルス幅の
Ｈパルスを出す。

次のクロックパルスの立ち上がり前にａ点の信号が一度
でもＬからＨになると、つまり−度でも反転すると、フ
リップフロップ（２４）のＲ人力は。

そのＱ出力とゲート（２２）の出力がともにＨになるの
で直ちにリセットＲ入力が有効となりＱ出力がＬになる
。即ち、ａ点信号がチャタリングしている間はこれを繰
り返し、仮にフリップフロップ（２４）がセットされて
も、この出力をフリップフロップ（２５）にはシフトさ
れない。

相切り換えのチャタリングが終オつると次のクロックの
立ち上がりでフリップフロップ（２４）はセラ１〜され
、これがフリップフロップ（２５）にシフトされ、上記
のようにＣ点に１クロック幅のＨパルスを出力する。

こうしてトランジスタ（１１）か駆動され、コンデンサ
（１２）が急速放電されるので、相切り換って相切り換
え信号がチャタリングしても回転パルスに影響を与えず
、ロックを検知できる。

この例では、相切り換え信号の立ち下がりでは回転パル
スは出ないが、入力信号を反転させて入れれば、相切り
換え信号の立ち下がりで回転パルスを発生させることも
できるし、また、この回路を複数設けることによって、
相切り換え信号の反転ごとに回転パルスを発生さぜるこ
ともできる。

また、この例では、相切り換え信号の立ちヒがりから］
クロックパルス時間経過後に１クロックパルス幅の回転
パルスを発生させているが、フリップフロップの段数を
増すことにより、数クロック時間経過後に数クロック幅
の回転パルスを発生させるなど任意に選択することもで
きる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、多極着磁された永久磁
石からなるロータと、単相または多相のステータコイル
と、ロータ位置検出回路と、このロータ位置検出回路の
出力に応じて上記ステータコイルを切り換え通電する相
切り換え回路と、クロックパルスを発生させるクロック
パルス発生回路と、このクロックパルスと同期して、上
記ロタ位置検出回路の出力信号をサンプリングリングし
、このロータ位置検出回路の出力信号が立ち一トがりま
たは立ち下がりから少な（ともｌクロックパルス時間継
続するときパルスを出す回転パルス発生回路と、この回
転パルス発生回路の出力パルスが所定時間以上欠落する
ときはロックとして検出し、上記ステータコイルの電流
を一定時間遮断して以降間欠通電とするか、またはコイ
ル電流を制限しロックが解除されると自動的に通電を再
開するよう上記相切り換え回路を制御するロック検出回
路とを備えたので、相切り換え点でモータがロックされ
ても正しくロックを検知でき、また相切り換え信号がチ
ャタリングしても、この影響を受けない回転パルスを提
供できるブラシレスモータが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるブラシレスモータを
示すブロック構成図、第２図は同ブラシレスモータの回
転パルス発生回路を示す回路図。 第３図は同上回転パルス発生回路の動作を示ずタイムチ
ャー１・、第４図は従来のブラシレスモータを示すブロ
ック構成図、第５図は従来のブラシレスモータのロック
検知の動作を示すタイムチャート、第６図は従来のブラ
シレスモータの回転パルス発生回路を示す回路図である
。 図において、（１）はホール素子、（２）はホールアン
プ、（３）はロータ位置検出回路、（４）は回転パルス
発生回路、（５）は相切り換え回路、（６）（７）はス
テータコイル、　（８）　（９）はトランジスタ、　　
（１０）はロック検知回路、　（１１）はトランジスタ
、　　（１２）はコンデンサ、　（１３）は電流制限回
路。 （１４）はクロックパルス発生回路、　（ｚｔ）　（２
２）　（２３）は反転ゲー１−．（２４）は第１のフリ
ップフロップ。 （２５）は第２のフリップフロップ、　（２６）は第３
のフリップフロップ、　　（２７）は抵抗である。 なお２図中、同一符号は同一または相当部分を（Ｉ５） （１６） 示す。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多極着磁された永久磁石からなるロータと、単相
   または多相のステータコイルと、上記ロータの位置を検
   出するロータ位置検出回路と、このロータ位置検出回路
   の出力に応じて上記ステータコイルを切り換え通電する
   相切り換え回路と、クロックパルスを発生させるクロッ
   クパルス発生回路と、このクロックパルスと同期して、
   上記ロータ位置検出回路の出力信号をサンプリングし、
   このロータ位置検出回路の出力信号が立ち上がりまたは
   立ち下がりから少なくとも１クロックパルス時間継続す
   るときパルスを出す回転パルス発生回路と、この回転パ
   ルス発生回路の出力パルスが所定時間以上欠落するとき
   はロックとして検出し、上記ステータコイルの電流を一
   定時間遮断して以降間欠通電とするか、またはコイル電
   流を制限しロックが解除されると自動的に通電を再開す
   るように上記相切り換え回路を制御するロック検出回路
   とを備えたことを特徴とするブラシレスモータ。
2. （２）回転パルス発生回路はクロックパルスと同期して
   ロータ位置検出回路の出力のハイまたはローレベル信号
   をサンプリングして第１のフリップフロップをセットし
   、次にロータ位置検出回路の出力が反転してローまたは
   ハイレベルになると上記第１のフリップフロップをリセ
   ットし、この第１のフリップフロップがリセットされて
   いるときは以降セットされるまでこの第１のフリップフ
   ロップのリセット入力を無効とし、更にこの第１のフリ
   ップフロップでサンプリングした出力を次段以降第２の
   フリップフロップ第３のフリップフロップなど複数個直
   列に接続してクロックと同期してシフトし、任意段のフ
   リップフロップの出力を用いて論理回路を構成して所定
   の幅のパルスを作成することを特徴とする請求項１記載
   のブラシレスモータ。