JPH03226292A

JPH03226292A - ブラシレス直流モータの制御方式およびそれを用いた磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH03226292A
Application number: JP2021607A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Masuda; 宏増田; Katsuhiro Tokida; 勝啓常田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-07
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0834710B2

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〕本発明は、ブラシレス直流モータの制御技術およびそれ
を用いた磁気ディスク装萱に関し、特に、回転位置の検
出に特別な磁気センサなどを用いないブラシレス直流モ
ータに適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、ステータ側の複数の極の各々に巻回された巻
線に対する通電順序を順次変化（転流）させて個々の極
を配列方向に順次励磁し、これらに対向するように配置
された複数の磁極を有するロータを同期して回転させる
ようにした、いわゆるブラシレス直流モータは、効率が
高く、しかもブラシなどの摩耗部もないため、保守が不
要で信頼性も高いことから、ビデオ・テープ・レコーダ
（ＶＴＲ＞の回転ヘッドの駆動や、磁気ディスク装置な
どにおける磁気ディスクの駆動などの種々の分野に広く
用いられている。

通常、このようなブラシレス直流モータにおいては、前
述の転流のタイミングなどを決定するためにロータの回
転位置を知る必要があり、ホール素子などの磁気センサ
をモー′夕の一部に付加していた。

ところで、磁気ディスク装置などにおいては、利用者の
要請に呼応して、単位装置光たりの記憶容量の増大や小
型化および消費電力の低減などが一層促進されつつある
。

このため、磁気ディスクの駆動に用いられるブラシレス
直流モータにおいては、たとえば特開昭６：３−６９４
８９号公報に開示される技術のように、磁気センサなど
の余分な部品を用いることなくロータの回転位置を検出
するようにして、モータの小型化などを図る技術が提案
されている。

すなわち、モータの回転中に、ステータ側の複数の巻き
線に短い電流パルスを形成する高周波電流を流し、この
電流の振幅値のピークを検出することにより、ステータ
に対するロータの回転位置を検出して転流のタイミング
を決定するようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来技術では、磁気センサなどの余分な部
品を省略できるという効果はあるものの、個々の巻線に
流れる電流の振幅値のピークが電源電圧の変動に応じて
変化するきいう点について配慮されておらず、当該ピー
クを検出する際の閾値が一定であるため、極限られた範
囲の電源電圧においてしか正確なロータの位置検出がで
きないという問題がある。

また、前記従来技術では、定常回転中におけるモータの
消費電力を抑制するため、駆動電流に対して一定の制限
値を設定しているが、駆動電流を制限した状態における
ロータの駆動トルクが電源電圧の変動に影響されるとい
う点が考慮されておらず、たとえば電源電圧が低下する
とロータのトルクが不足し、外乱などの影響でロータの
回転数が所定の値から逸脱する、いわゆる税調を生じや
すいという問題もある。

そこで、本発明の目的は、電源電圧の変動に影響される
ことなく、回転制御の安定性を向上させることが可能な
ブラシレス直流モータの制御技術を提供することにある
。

本発明の他の目的は、回転制御の安定性を損なうことな
く、消費電力を減少させることが可能なブラシレス直流
モータの制御方式を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、電源電圧の変動などに影響
されることなく、磁気ディスクを安定に回転させて、動
作の信頼性を向上させた磁気ディスク装萱を提供するこ
とにある。

本発明のさらに他の目的は、磁気ディスクの安定な回転
による動作の信頼性を損なうことなく、消費電力を低減
することが可能な磁気ディスク装置を提供することにあ
る。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述右よび添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、請求項１記載の本発明になるブランレス直流
モータの制御方式は、周方向に配列される複数の第１の
極を持つ磁石からなるロータと、第１の極に対向し、そ
れぞれに巻回された複数の巻線の各々に駆動電流を通電
することによって独立に励磁される複数の第２の極を存
するステータとからなり、個々の巻線に対する駆動電流
の印加を順次切り換える転流によってロータを同期して
回転させるとともに、第１の極と第２の極との相対的な
位置関係に応じて変化する駆動電流の単位時間当たりの
変化量を所望の閾値と比較して転流−）タイミングを制
御するブラシレス直流モータであって、起動から定常回
転に至る間に、駆動電流を供給する電源の電圧を測定し
、当該電圧に応じて閾値を変化させるようにしたもので
ある。

また、請求項２記載の本発明になるブラシレス直流モー
タの制御方式は、周方向に配列される複数の第１の極を
持つ磁石からなるロータと、第１の極に対向し、それぞ
れに巻回された複数の巻線の各々に駆動電流を通電する
ことによって独立に励磁される複数の第２の極を有する
ステータとからなり、個々の巻線に対する駆動電流の印
加を順次切り換える転流によってロータを同期して回転
させるブラシレス直流モータであって、起動から定常回
転に至る間に、駆動電流を供給する電源の電圧を測定し
、当該電圧に応じて、定常回転における駆動電流の制限
値を設定するようにしたものである。

また、本発明になる磁気ディスク装置は、情報の記憶媒
体として機能する磁気ディスクと、この磁気ディスクを
回転させるブラシレス直流モータと、磁気ディスクに対
する情報の記録／再生動作を行う磁気ヘッドと、この磁
気ヘッドの磁気ディスクに対する位置決めを制御するヘ
ッド駆動機構とからなる磁気ディスク装置であって、ブ
ラシレス直流モータの制御が、請求項１．２または３記
載のブランレス直流モータの制御方式により行われるよ
うにしたものである。

〔作用〕

ステータ側の複数の第２の極の各々に巻回された巻線に
駆動電流を流すと当該第２の極はＳ磁極またはＮ磁極に
なる。いま、ステータ側のある第２の極がＮ磁極になっ
た時、この第２の極と対向するロータ側の第１の極が同
じＮ極であったり極間の部分では、第２の極に流れる駆
動電流の立ち上がりが一定電流値になるまで、たとえば
約２００μｓかかり、同様に第１の極が逆のＳ極の場合
には約５０μｓとなる。すなわち第１の極と第２の極と
の位置関係の変化に応じて、立ち上がり時における単位
時間当たりの駆動電流の変化量（差分）は変動する。

そして、電源電圧が高くなるにつれて、駆動電流の立ち
上がり時間は速くなる傾向があり、すなわち単位時間当
たりの駆動電流の変化量が大きくなることが知られてい
る。

このため、単位時間当たりの駆動電流の変化量を、電源
電圧に関わりなく固定的に設定された閾値と比較するこ
とにより、ロータ側の第１の極とステータ側の第２の極
との位置関係を検出する場合には、電源電圧の変動に起
因するロータの位置検出誤差を生じることとなる。

ところが、上記した請求項′１記載の本発明のブラシレ
ス直流モータの制御方式の場合には、電源電圧の変動に
応じて、適宜、ロータ側の第１の掻とステータ側の第２
の極との位置関係を検出するための閾値を変化させるの
で、たとえば、電源電圧の変動に関わり無く当該閾値を
一律に設定する場合に比較して、ステータに対するロー
タの相対的な回転位置をより正確に把握することができ
、電源電圧の変動などに影響されることな（、回転制御
の安定性を向上させることが可能となる。

また、消費電力を低減するなどの目的で、定常回転時に
おける駆動電流を所望の制限値に一律に規制すると、電
源電圧が低い状態ではロータのトルクが不足することと
なり、外乱などによってロータが目的の回転数から逸脱
する税調などが懸念されるが、請求項２記載の本発明の
ブラシレス直流モータの制御方式では、電源電圧の変動
に応じて、定常回転時における駆動電流の制限値を適切
に決定することができるので、ロータの回転制御の安定
性を損なうことなく、消費電力を減少させることが可能
となる。

また、本発明になる磁気ディスク装置によれば、請求項
１〜３記載のブラシレス直流モータの制御方式を用いて
、記憶媒体である磁気ディスクを駆動するブラシレス直
流モータの制御を行うので、電源電圧の変動などに影響
されることなく、磁気ディスクを安定に回転させて、動
作の信頼性を向上させることができるとともに、磁気デ
ィスクの安定な回転による動作の信頼性を損なうことな
く、消費電力を低減することが可能となる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例であるブ
ラシレス直流モータの制御方式およびそれを用いた磁気
ディスク装置の一例について詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である磁気ディスク装置お
よびそれに付随してブランレス直流モータの制御を行う
回路などの構成の一例を模式的に示したブロック図であ
る。

記憶媒体として機能する磁気ディスク１７は、たとえば
第２図に示されるよ′うに、ステータ１６１およびロー
タ１６２などからなるモータ１６のロータ１６２に支持
されることによって、所望の速度で回転される構造とな
っている。

また、回転する磁気ディスク１７表面には、磁気へラド
１８が所望の間隙をなして対向するように配置されてお
り、アクチュエータ１８ａによって磁気ディスク１７の
径方向にふける位置決めが行われるようになっている。

そして、磁気ディスク１７０回転と、磁気ヘッド１８の
径方向における変位とを組み合わせることにより、当該
磁気ディスク１７の任意の領域に対する磁気へラド１８
を介した情報の記録／再生動作が行われるものである。

本実施例の磁気ディスク装置に装着されたモータ１６は
、第２図に示されるように、永久磁石などからなり、異
なる極性の磁極１６２ａを周方向に交互に配置して構成
された筒状のロータ１６２と、このロータ１６２の内部
に位置し、図示しない巻線がそれぞれ巻回された６つの
極１６１ａを、ロータ１６２の磁極１６２ａに対向する
ように周方向に等角度に配置したステータ１６１とで構
成されている。

ステータ１６１を構成する６つの極１６１ａの、互いに
１８０度をなす極同士が巻線への通電によって同時にＮ
極になる、いわゆる６ポ一ル３相方式である。

ここで、ステータ１６１の一つの相に通電する際に、当
該相に対向するロータ１６２の側の磁極１６２ａの位置
に応じて駆動電流１ｄの立ち上がり時間Ｔｒが変動する
ことを示したものが第３図および第４図である。

すなわち、ステータ１６１の各相に流される駆動電流Ｉ
ｄが所定の規定電流Ｉｎに達するまで要する立ち上がり
時間Ｔｒは、ロータ１６２の側の対向する磁極１６２ａ
が異極（この場合Ｓ極）の時が最小となり、この位置か
ら離れるにつれて長くなる。

また、この立ち上がり時間Ｔｒは、駆動電流■ｄを供給
する電源１９の電圧によっても変動し、当該電圧が高く
なるほど立ち上がり時間Ｔｒは回転位置の全域において
短くなる。

そして、ロータ１６２の回転とともにステータ１６１の
各相に対する駆動電流１ｄの印加を順次切り換える転流
によって、ロータ１６２を同期して回転させるとともに
、起動時から定常回転までの転流のタイミングは、立ち
上がり時間Ｔｒがロータ１６２とステータ１６１との位
置関係を反映することを利用し、後述のようにして制御
するものである。

次に、このようなモータ１６に供給される駆動電流１ｄ
を制御する構成の一例について説明する。

すなわち、モータ１６には、たとえば公称電圧１２Ｖの
電源１９からステータ１６１に供給される駆動電流１ｄ
の転流を行う転流回路１３と、ステータ１６１に流れる
駆動電流Ｉｄの上限を必要に応じて規制する電流制限回
路１４と、当該駆動電流１ｄの値を測定する電流検出回
路１５とが接続されている。

さらに、転流回路１３には、発振器４ａおよび分周器４
ｂなどからなり定常回転時における転流のタイミングを
与える発振回路４と、計時回路６および計算回路７など
からなり、前記の電流検出回路１５からの情報に基づい
て、後述のようにしてロータ１６２の回転位置を検出す
る位置検出器５と、ロータ１６２の回転が定常状態か否
かを判定する状態制御回路９１位置検出器５からの指令
に基づいて転流回路１３に転流を指示する転流指示回路
１０．駆動電流指示回路１１などからなるサーボ回路８
とが接続されている。

発振回路４と転流回路１３との間には、信号選択回路１
２が介設されており、状態制御回路９から得られる、ロ
ータ１６２０回転状態が定常状態か否かの情報に応じて
、当該発振回路４から転流指令を転流回路１３に伝達す
るか否かを制御している。

この場合、駆動電流１ｄを供給する電＃１９には、電圧
検出回路１と、当該電圧検出回路１から得られる電源１
９の電圧値の大小に応じて、位置検出器５の計算回路７
における転流のタイミングの決定に用いられる後述のよ
うな種々の位置検出規定レベルＴｈＮ、位置検出規定レ
ベルＴｈＨ。

位置検出規定レベルＴｈＬなどを設定する位置検出レベ
ル判定回路２と、同じく、電源１９における電圧の大小
に応じて、定常回転時における種々の電流制限値ＩｐＮ
、電流制限値ＩｐＨ，電流制限値１ｐＬを、サーボ回路
８の駆動電流指示回路１１に設定する定常電流値判定回
路３とが設けられている。

以下、これら各部の連携した動作の一例を説明する。

まず、始動時などに、電圧検出回路ｌは、電源１９の電
圧を測定し、測定結果を位置検出レベル１′ｌＪ定回路
２および定常電流値判定回路３に送出する。

位置検出レベル判定回路２は、測定された電圧の大小に
応じて、最適な位置検出規定レベルＴｈＮ１位置検出規
定レベルＴｈＨ，位置検出規定レベルＴｈＬの一つを選
択し、位置検出器５の計算回路７に記憶させる。

計算回路７では、電源１９の電圧値に最適の位置検出規
定レベルＴｈＮ　（位置検出規定レベルＴｈＨまたは位
置検出規定レベルＴｈＬ）と、第５図に示されるような
２つの時刻における駆動電流Ｉｄの測定値の差から得ら
れた差分ΔＩとを比較し、ロータ１６２の位置検出を行
う。

一方、定常電流値判定回路３は、電圧検出回路１におい
て測定された電圧に最適な電流制限値ＩｐＮ（電流制限
値１ｐＨ，電流制限値ＩｐＬ）を選択して駆動電流指示
回路１１に設定し、定常回転到達後、当該駆動電流指示
回路１１は、設定されている現在の電圧に最適な電流制
限値ＴｐＮ（電流制限値ＩｐＨ，電流制限値１ｐＬ＞に
駆動電流１ｄの上限を規制するように電流制限回路１４
に指示する。

電源１９からモータ１６のステータ１６１に供給される
駆動電流Ｉｄは、電流検出回路１５で測定されて位置検
出器５に送出され、当該位置検出器５の計算回路７は、
通電時間を計算し、さらに、ロータ１６２の回転位置が
転流すべき位置にあるか否かを位置検出規定レベルＴ’
ｈＮ（位置検出規定レベルＴｈＨまたは位置検出規定レ
ベルＴｈＬ）に基づいて判定し、転流のタイミングであ
った場合には、転流指示回路１０を経て転流回路１３に
指令を送り、モータ１６のステータ１６１における励磁
相を１つ進める。

ここで、計算回路７において算出される通電時間とは、
一つの相を励磁している時間のことで、たとえば、これ
まで、ある一つの相に通電していた時間と、次相に通電
する転流のタイミングを検出していた時間とを加算した
結果の８０％の時間である。

さらに、通電時間は位置検出器５の計時回路６によって
計測され、通電時間経過後、電流検出回路１５で駆動電
流Ｉｄを測定して、前述の位置検出動作を再び行う。

こうして、モータ１６のロータ１６２が所定の定常回転
数に到達すると、これを検知した状態制御回路９は、信
号選択回路１２に指令を出し、これまでの転流指示回路
ｌＯの代わりに、発振回路４からの転流のタイミング指
令が転流回路１３に与えられるようにする。

同時に、状態制御回路９は、駆動電流指示回路１１に設
定されている、現在の電源１９の電圧に最適な電流制限
値１ｐＮ（電流制限値ＩｐＨ，ｐＨ側限値ＩｐＬ）を電
流制限回路１４に指示し、電流制限回路１４は、駆動電
流１ｄの上限を当該電流制限値ＩｐＮ（電流制限値Ｉｐ
Ｈ，ｐＨ側限値ＩｐＬ）にするような制御を行う。

第５図は、位置検出器５の計算回路７における駆動電流
ｒｄの立ち上がりを評価する方法の一例を示す図である
。

本実施例の場合には、たとえば位置検出器５に設けられ
たタイマ５ａからの測定指令５ｂを契機として、立ち上
がりの開始時点から時間Ｔ１が経過した時点、およびそ
れからさらに時間Ｔ２が経過した時点の２点において駆
動電流Ｉｄの値を測定し、その差分Δ■に基づいて立ち
上がり時間Ｔｒを評価している。

第６図は、任意の一つの相に駆動電流１ｄを流した時の
差分ΔＩと、ローダ１６２の回転位置との関係の一例を
示したものである。

同図に示されるように、差分ΔＩのピーク値はロータ１
６２０回転数とともに高くなる。

加速時における転流のタイミングは、たとえばロータ１
６２とステータ１６１の異極同士が対向する手前約３０
度が望ましく、この転流ポイントＰを知るためには、当
該転流ポイン）Ｐで検出されるべき差分ΔＩの値が位置
検出規定レベルＴｈを超えたか否かを調べればよい。

第７図は、電源１９の電圧が通常の１２．０　Ｖの場合
と、それよりも高いｌ　３．２　Ｖおよび、それよりも
低い１０．８　Ｖの各々の場合における差分ΔＩとロー
タ１６２の回転位置との関係の一例を示したものである
。

すなわち、公称値よりも高い１３．２　Ｖの場合には、
立ち上がり時間Ｔｒが短いため曲線２２のようになり、
通常の１２．　ＯＶの場合の曲線２１よりも全体に上方
にシフトした状態となり、逆に１０゜８ｖの場合には曲
線２３のように全体に下方にシフトした状態となる。

このため、従来のように、公称値１２．　ＯＶの電圧に
対応した固定的な位置検出規定レベルＴｈＮを基準とし
た場合には、より高い電圧１３．２Ｖの場合の曲！ｓ２
２の領域２２ａが当該位置検出規定レベルＴｈＮを超え
てしまうので、ロータ１６２の回転位置を電圧１２．　
ＯＶの場合よりも手前側で検出してしまうことになり、
転流の適切な制御ができなくなる。

また、電圧１３．２　Ｖの場合の曲線２２において、最
も高いピークの間に生じる比較的低いピークの領域２２
ｂが位置検出規定レベルＴｈＮに達していた場合には、
完全な誤検出となり、これに基づく転流を行った場合に
は脱調してしまう。

同様に、通常の１２．　ＯＶよりも低い電圧１０，８Ｖ
の場合には、ロータ１６２０回転位置が目標から後方に
逸れた位置で検出されることとなる。

そこで、本実施例の場合には、前述のように、位置検出
レベル判定回路２が、電圧検出回路１を介して測定され
た電源１９の実際の電圧に基づいて、たとえば測定電圧
が公称値１２．　ＯＶよりも高い場合には、位置検出規
定レベルＴｈとして、より大きな位置検出規定レベルＴ
ｈＨを設定し、逆に低い場合には、より小さな位置検出
規定レベルＴｈＬを位置検出器５の計算回路７に設定し
て、上述のようなロータ１６２の位置の誤検出を回避し
、的確な転流を行わせるようにしている。

これにより、電源１９の電圧の変動に影響されることな
く、モータ１６の起動から定常回転までの回転制御を安
定に行うことが可能となる。

この結果、電源電圧の変動などに影響されることなく、
当該モータ１６によって駆動される磁気ディスク１７を
備えた磁気ディスク装置における起動操作などが円滑に
なり、磁気ディスク装置における動作の信頼性が向上す
る。

また、ロータ１６２が所定の定常回転数に到達した後は
、当該定常状態を維持するためにそれほど大きなトルク
を必要としないので、消費電力を低減させるなどの観点
から駆動電流Ｉｄの最大値を抑制する電流制限が行われ
、この電流制限の前後における駆動電流ｒｄの波形の一
例を示したものが第８図（ａ）である。

そして、電源１９の電圧が変動した場合、同図ら）に示
されるように、低電圧の場合には駆動電流Ｉｄの立ち上
がりが遅くなるため、波形３３のようになり、公称値１
２、ＯＶの場合の時の波形３１の場合よりもトルク不足
となる。

このため、定常回転状態が外部からの衝撃などの影響を
受けやすくなり、回転振動や脱調などの好ましくない現
象を生じる一因となる。

逆に電圧が高い場合には、波形３２のようになり、必要
以上にトルクが大きくなって外乱には強いものの、消費
電力を低減できる余地があることになる。

そこで、本実施例の場合には、前述のように、定常電流
値判定回路３が、電圧検出回路１による電源１９の電圧
の測定値の大小に応じて、たとえば、同図（Ｃ）に示さ
れるように、電圧が１２．　ＯＶの場合には０．４Ａ（
ＩｐＮ）にし、それより高電圧の場合には０．５Ａ（Ｉ
ｐＨ）に、また低い場合には０．３Ａ＜ＩｐＬ）に電流
側′限値Ｉｐの値を加減して駆動電流指示回路１１に与
える。

これにより、定常回転状態において、電源電圧が変動し
ても電流制限値Ｉｐを過不足なく適切に設定できる結果
、モータ１６の安定な回転制御を損なうことなく、消費
電力の削減を実現することができる。

この結果、磁気ディスク１７の安定な回転に誹る動作の
信頼性を損なうことなく、磁気ディスク装置における消
費電力を低減することが可能となる。

このような一連の制御動作の一例を流れ図にして例示し
たものが第９図である。

すなわち、まず電［１９の電圧を検出しくステップ２０
１）、その値が公称値１２．ＯＶ＋５％以上か否かを判
定する（ステップ２０２）。

そして、電源電圧が１２、Ｏｖ＋５％以上である場合に
は、ロータ１６２の位置検出の基準となる位萱検出規定
レベルＴｈとしてＴｈＮよりも大きなＴｈＨを設定しく
ステップ２０３）　、さらに、定常回転時における電流
制限値１ｐとして０．３Ａを設定する。

また、電源電圧が１２．　ＯＶ　＋　５％以上でない場
合には、さらに電源電圧が１２．０Ｖ−５％以下か否か
を調べる（ステップ２０５）。

そして、電源電圧が１２．　ＯＶ　−５％以下であると
判明した場合には、位置検出規定レベルＴｈとして、公
称値の場合よりも小さな位置検出規定レベルＴｈＬを設
定し、さらに電流制限値Ｉｐとして、公称値の場合の０
．４Ａよりも大きな０．５八を設定する。

それ以外の場合、すなわち、電源電圧が公称値１２、　
ＯＶ　：５％以内の場合には、位置検出規定レベルＴｈ
として、位置検出規定レベルＴ　ｈ　Ｎを設定しくステ
ップ２０８）、さらに、電流制限値Ｉｐとして０．４Ａ
を設定する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、ロータの回転位置を検出する基準となる位置
検出規定レベルや、電流制限値の値は、前述の実施例中
において例示したように３段階に設定することに限らず
、それ以上にきめ細かく設定してもよいことはいうまで
もない。

また、モータの回転制御動作を行う回路や磁気ディスク
装置の構成は、第１図に例示したものに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になるブラシレス直流モーづの制御方
式によれば、周方向に配列される複数０第１の極を持つ
磁石からなるロータと、前記第１の極に対向し、それぞ
れに巻回された複数の巻昶の各々に駆動電流を通電する
ことによって独立１ζ励磁される複数の第２の極を有す
るステータと力らなり、個々の前転巻線に対する前記駆
動電流Ｃ印加を順次切り換える転流によって前記ロータ
拍同期して回転させるとともに、前記第１の極と芽２の
極との相対的な位置関係に応じて変化するＷ記駆動電流
の単位時間当たりの変化量を所望の閾値と比較して前記
転流のタイミングを制御するブランレス直流モータであ
って、起動から定常回転に至る間に、前記駆動電流を供
給する電源の電圧を測定し、当該電圧に応じて前記閾値
を変化させるので、たとえば、電源電圧の変動に関わり
なく当該閾値を一律に設定する場合に比較して、ステー
タに対するロータの相対的な回転位置をより正確に把握
することができ、電源電圧の変動などに影響されること
なく、回転制御の安定性を向上させることが可能となる
。

また、本発明になるブラシレス直流モータの制御方式に
よれば、周方向に配列される複数の第１の極を持つ磁石
からなるロータと、前記第１の極に対向し、それぞれに
巻回された複数の巻線の各々に駆動電流を通電すること
によって独立に励磁される複数の第２の極を有するステ
ータとからなり、個々の前記巻線に対する前記駆動電流
の印加を順次切り換える転流によって前記ロータを同期
して回転させるブラシレス直流モータであって、起動か
ら定常回転に至る間に、前記駆動電流を供給する電源の
電圧を測定し、当該電圧に応じて、定常回転における前
記駆動電流の制限値を設定するので、たとえば、定常回
転時における駆動電流を所望の制限値に一律に規制する
場合のように電源電圧の変動に起因するロータのトルク
の過不足を生じることがなくなり、ロータの回転制御の
安定性を損なうことなく、消費電力を減少させることが
可能となる。

また、本発明になる磁気ディスク装置によれば請求項１
〜３記載のブラシレス直流モータの制（社）方式を用い
て、記憶媒体である磁気ディスクを駆動するブランレス
直流モータの制御を行うので、電源電圧の変動などに影
響されることなく、磁気ディスクを安定に回転させて、
動作の信頼性を向上させることができるとともに、磁気
ディスクの安定な回転による動作の信頼性を損なうこと
なく消費電力を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である磁気ディスク装置お
よびそれに付随してブラシレス直流モータの制御を行う
回路などの構成の一例を模式的に示したブロック図、第２図は、本発明の一実施例である磁気ディスク装置に
装着されているモータの構成の一例を模式的に示す説明
図、第３図は、電源電圧の変動による駆動電流の立ち上がり
時間の変化の一例を示す線図、第４図は、転流時におけ
る駆動電流の波形の一例を示す線図、第５図は、駆動電流の立ち上がりにおける差分の測定方
法の一例を説明する線図、第６図は、駆動電流の差分と、ロータの回転位置との関
係の一例を示す線図、第７図は、駆動電流の差分とロータの回転位置との関係
を、種々の電源電圧の場合について例示した線図、第８図（ａ）〜（Ｃ）は、電流制限′時における駆動電
流の波形の一例を示す線図、第９図は、本発明の一実施例であるブランレス直流モー
タの制御方式の一例を示す流れ図である。１・・・電圧検出回路、２・・・位置検出レベル判定回
路、３・・・定常電流値判定回路、４・・・発振回路、
４ａ・・・発振器、４ｂ・・・分周器、５・・・位置検
出器、５ａ・・・タイマ、５ｂ・・・測定指令、６・・
・計時回路、７・・・計算回路、８・・・サーボ回路、
９・・・状態制御回路、１０・・・転流指示回路、１１
・・・駆動電流指示回路、１２・・・信号選択回路、１
３・・・転流回路、１４・・・電流制限回路、１５・・
・電流検出回路、１６・・・モータ、１６１・・・ステ
ータ、１６１ａ・・・極、１６２・・ロータ、１６２ａ
・・・磁極、１７・・・磁気ディスク、１８・・・磁気
ヘッド、１８ａ・・・アクチユエータ、１９・・・電源
、２１・・・通常の電源電圧値における駆動電流の立ち
上がりにおける差分の一例を示す曲線、２２・・・電源
電圧が通常の値よりも大きい場合の駆動電流の立ち上が
りにおける差分の一例を示す曲線、２２ａ２２ｂ・・・
領域、２３・・・電源電圧が通常の値よりも小さい場合
の駆動電流の立ち上がりにおける差分の一例を示す曲線
、３１・・・通常の電源電圧における電流制限時の駆動
電流の波形、３２・・・電源電圧が通常の値よりも高い
場合の電流制限時における駆動電流の波形、３３・・・
電源電圧が通常の値よりも低い場合の電流制限時におけ
る駆動電流の波形、２０１〜２０８・・・回転制御の手
順の一例を示すステップ、Ｉｄ・・・駆動電流、Ｉｎ・
・・規定電流、Ｐ・・・転流ポイント、Ｔｈ・・・位置
検出規定レベル、ＴｈＨ・・・電源電圧が通常より高い
場合の位置検出規定レベル、ＴｈＬ・・・電源電圧が通
常より低い場合の位置検出規定レベル、ＴｈＮ・・・通
常の電源電圧における位置検出規定レベル、Ｔｒ・・・
駆動電流の立ち上がり時間、Δ■・・・駆動電流の差分
、Ｉｐ・・・電流制限値、ＩｐＨ・・・電源電圧が通常
より高い場合の電流制限値、ＩｐＬ・・・電源電圧が通
常より低い場合の電流制限値、ＩｐＮ・・・通常の電源
電圧における電流制限値。

Claims

【特許請求の範囲】１、周方向に配列される複数の第１の極を持つ磁石から
なるロータと、前記第１の極に対向し、それぞれに巻回
された複数の巻線の各々に駆動電流を通電することによ
って独立に励磁される複数の第２の極を有するステータ
とからなり、個々の前記巻線に対する前記駆動電流の印
加を順次切り換える転流によって前記ロータを同期して
回転させるとともに、前記第１の極と第２の極との相対
的な位置関係に応じて変化する前記駆動電流の単位時間
当たりの変化量を所望の閾値と比較して前記転流のタイ
ミングを制御するブラシレス直流モータであって、起動
から定常回転に至る間に、前記駆動電流を供給する電源
の電圧を測定し、当該電圧に応じて前記閾値を変化させ
ることを特徴とするブラシレス直流モータの制御方式。２、周方向に配列される複数の第１の極を持つ磁石から
なるロータと、前記第１の極に対向し、それぞれに巻回
された複数の巻線の各々に駆動電流を通電することによ
って独立に励磁される複数の第２の極を有するステータ
とからなり、個々の前記巻線に対する前記駆動電流の印
加を順次切り換える転流によって前記ロータを同期して
回転させるブラシレス直流モータであって、起動から定
常回転に至る間に、前記駆動電流を供給する電源の電圧
を測定し、当該電圧に応じて、定常回転における前記駆
動電流の制限値を設定することを特徴とするブラシレス
直流モータの制御方式。３、請求項１および請求項２記載の制御動作を組み合わ
せたことを特徴とするブラシレス直流モータの制御方式
。４、情報の記憶媒体として機能する磁気ディスクと、こ
の磁気ディスクを回転させるブラシレス直流モータと、
前記磁気ディスクに対する前記情報の記録／再生動作を
行う磁気ヘッドと、この磁気ヘッドの前記磁気ディスク
に対する位置決めを制御するヘッド駆動機構とからなる
磁気ディスク装置であって、前記ブラシレス直流モータ
の制御が、請求項１、２または３記載のブラシレス直流
モータの制御方式により行われるようにした磁気ディス
ク装置。