JPH04208090A - 位置制御モータ装置 - 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】 Ａ産業上の利用分野 本発明は位置制御モータ装置に関巳、例えばフロッピデ
ィスク装置の磁気ヘット駆動するよう乙こなされた位置
制御モータ装置に通用して好適なものである。

Ｂ発明の概要 本発明は、ブラシレスモータを用いた位置制御モータ装
置において、ブラシレスモータの回転動作に応じて当該
ブラシレスモータに設けられた回転検出素子から出力さ
れる正弦波出力信号及び余弦波出力信号と、当該正弦波
出力信号及び余弦波出力信号をそれぞれ反転してなる反
転正弦波出力信号及び反転余弦波出力信号とのそれぞれ
ほぼ直線部分を検出すると共に、当該直線部分をそれぞ
れ積分することにより、上記ブラシレスモータの回転角
に応じて変化する回転角検出信号を得ることができ、当
該回転角検出信号に基づいて上記ブラシレスモータの回
転制御をすることにより、−段と簡易かつ確実にブラシ
レスモータの回転角を制御することができる。

従って当該ブラシレスモータによって制御される制御対
象の移動量を制御することができる。

Ｃ従来の技術 従来、例えばフロッピディスク装置の磁気ヘッド駆動用
の位置制御モータ装置においては、ステッピングモータ
に外部から駆動パルス信号を入力することにより、当該
ステッピングモータを所定のステップ角又はステップ数
分だけ回転駆動させるようになされたものがある。

このステッピングモータは駆動パルスが１回入力される
と所定の回転角だけ回転するようになされており、駆動
パルスの人力回数に応じて複数ステップ分の回転角を得
るようになされている。

Ｄ発明が解決しようとする課題 ところがステッピングモータを用いた位置制御モータ装
置においては、一般に開ループ制御によって回転角制御
されるようＳこなされでしすること二こより２、ステッ
ピングモータの回転動作とは無関係に駆動パルス信号が
人力される。

従ってこの場合ステッピングモータは駆動ツマｌレス信
号に対して忠実かつ確実に動作しなけ氾ヨならず、−度
誤動作を起こすと駆動パルス信号から脱調してしまう問
題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構
成で確実に回転角制御をし得る位置制御モータ装置を提
案しようとするものである。

８課題を解決するための手段 かかる課題を解決するため本発明においては、ブラシレ
スモータ２０回転に応じて正弦波及び余弦波でなる２つ
の出力信号５ＳＩＮ、５ｃｏＳを得る回転検出素子４Ａ
、４Ｂと、回転検出素子４Ａ、４Ｂから得られる正弦波
出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出力信号５ｃｏｓ並びに、
正弦波出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出力信号５ｃｏｓを
それぞれ反転してなる反転正弦波出力信号５ＳＩＮＶ及
び反転余弦波出力信号５ｃｏｓｖのほぼ直線部分を検出
する検出手段１３．１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ１１８Ｄと
、検出結果ＳＬ；ＰＩＮに基づいて、直線部分をそれぞ
れ積分する積分手段２１とを備え、積分手段２１から出
力される回転角検出信号５ＤＥＴに基づいてブラシレス
モータ２の回転制御をするようにする。

Ｆ作用 ブラシレスモータ２の回転動作に応じて回転検出素子４
Ａ及び４Ｂの出力信号５ＨＥ１及び５ＲＥ２に基づいて
出力される正弦波出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出力信号
５ｃｏｓと、当該正弦波出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出
力信号５ｃｏｓをそれぞれ反転してなる反転正弦波出力
信号５ＳＩＮＶ及び反転余弦波出力信号５ｃｏｓｖとの
それぞれほぼ直線部分（Ｔｌ、Ｔ２、・・・・・・）を
検出すると共に、当該直線部分をそれぞれ積分すること
により、上記ブラシレスモータ２の回転を開始してから
の回転角θに応じて変化する回転角検出信号５ＤＥＴを
得ることができ、当該回転角検出信号５ＤＥＴに基づい
て上記ブラシレスモータ２の回転制御をすることにより
、上記ブラシレスモータ２の回転動作角を閉ループ制御
することができる。

従って上記ブラシレスモータ２を一段と確実に回転制御
することができる。

また上記ブラシレスモータ２の回転角θに応じた回転角
検出信号５ＤＥＴを得ることができることにより、ブラ
シレスモータ２を用いて位置制御モータ装置を実現する
ことができ、これによりステッピングモータを用いた煩
雑な構成を回避し得、位置制御モータ装置を一段と簡易
な構成によって実現することができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

第１図において１は全体として位置制御モータ装置を示
し、ブラシレスモータ２の回転軸に固定され、当該回転
軸の回転動作に応じて矢印ａで示す方向に回転するよう
になされた円盤状磁石３に対向して第１及び第２のホー
ル素子４Ａ及び４Ｂが回転磁界に対して直交するように
してそれぞれ互いに９０’の角度を保って設けられてお
り、ブラシレスモータ２が回転することによりホール素
子４Ａ及び４Ｂからそれぞれ互いに９０’の位相差を以
て出力される回転検出信号５ＨＥＩ及び５）（Ｅ２を角
度制御回路部６に送出する。

角度制御回路部６は回転検出信号５ＨＥＩ及び５ＨＥ２
に基づいてブラシレスモータ２の回転を開始してからの
回転角度を検出し、これにより所定の回転角度で停止さ
せるような駆動信号ＳＤＲを当該ブラシレスモータ２に
送出することにより、これを所定の回転角度で停止させ
ることができる。

従って当該ブラシレスモータ２の出力回転軸に形成され
たリードスクリュー８に係合された位置制御対象９を矢
印すで示す方向に所定量だけ移動させることができる。

すなわち角度制御回路部６は第２図に示すように、ブラ
シレスモーフ２０回転動作に応じて円盤状磁石３が回転
すると、第１及び第２のホール素子４Ａ及び４Ｂから得
られる回転検出信号５ＨＥ１及び５ＨＥ２がそれぞれ正
弦波検出回路１１及び余弦波検出回路１２に入力され、
当該回転検出信号ＳＨＥ　１に基づいて正弦波検出回路
１１から出力される正弦波信号ＳＳ　ＩＮは切換回路１
８Ｂに人力されると共に、反転回路１５におＧ）で反転
され反転正弦波信号５ＳＩＮＶとして続く切換回路１８
Ａに入力される。

また回転検出信号５ＨＥ２に基づいて余弦波検出回路１
２から出力される余弦波信号５ｃｏｓは続く切換回路１
８Ｃに人力されると共に、反転回路１６において反転さ
れ反転余弦波信号５ｃｏｓ■として続（切換回路１８Ｄ
に入力される。

さらに正弦波検出回路１１及び余弦波検出回路１２から
出力される正弦波出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出力信号
５ｃｏｓはそれぞれ比較回路１３に入力され、当該正弦
波出力信号５ＳＩＮ及び余弦波出力信号５ｃｏｓの状態
に応じて切換回路１８Ａ〜１８Ｄを切り換えるようにな
されている。

すなわち第３図に示すように、区間Ｔ１において切換回
路１８Ｂだけがオン状態となって積分回路２１に入力さ
れる積分器入力信号５ＬＰＩＮが正弦波信号５ＳＩＮで
ある状態において、正弦波信号５ＳＩＮの信号レベルが
余弦波信号５ｃｏｓの信号レベルよりも大きくなる時点
ｔ１において、切換回路１８Ｂがオフ動作すると同時に
切換回路１８Ｄがオン動作する。

従ってこのとき積分回路２１に入力される積分器入力信
号５ＬＰＩＮは正弦波信号５ＳＩＮから反転余弦波信号
５ｃｏｓｖに切り換わり、続く時点ｔ２までの区間Ｔ２
においてこの状態を維持する。

さらに時点ｔ２において反転余弦波信号５ＣＯ３■の信
号レベルが正弦波信号５ＳＩＮの信号レベルよりも太き
（なると、この時点ｔ２において切換回路１８Ｄがオフ
動作すると同時に切換回路１８Ａがオン動作する。

従ってこのとき積分回路２１に入力される積分器入力信
号５ＬＰＩＮは反転余弦波信号５ｃｏｓ■から反転正弦
波信号ＳＳ　ＩＮＶに切り換わり、続く時点ｔ３までの
区間Ｔ３においてこの状態を維持する。

さらに時点ｔ３において反転正弦波信号５ＳＴＮＶの信
号レベルが反転余弦波信号５ｃｏｓｖの信号レベルより
も大きくなると、この時点ｔ３において切換回路１８Ａ
がオフ動作すると同時に切換回路１８Ｃがオン動作する
。

従ってこのとき積分回路２１に入力される積分器入力信
号５ＬＰＩＮは反転正弦波信号５ＳＩＮＶから余弦波信
号５ｃｏｓに切り換わり、続（時点ｔ４までの区間Ｔ４
においてこの状態を維持する。

さらに時点ｔ４において余弦波信号５ｃｏｓの信号レベ
ルが反転正弦波信号５ＳＩＮＶの信号レベルよりも大き
くなると、この時点ｔ４において切換回路１８Ｃがオフ
動作すると同時に切換回路１８Ｂがオン動作する。

従ってこのとき積分回路２１に入力される積分器入力信
号５ＬＰＩＮは余弦波信号５ＣＯ３から正弦波信号５５
１Ｎに切り換わり、続く時点ｔ５までの区間Ｔ５におい
てこの状態を維持する。

以後上述の区間Ｔ１〜Ｔ４の切換動作を回転角θが次式
、 θ＝　−（２ｍ　−１）　　　　　・・・・・・（１）
のタイミングで繰り返すことにより（但しｍ＝１．２．
３、・・・・・・）、積分回路２１において、正弦波信
号５ＳＩＮ、反転余弦波信号５ｃｏｓｖ、反転正弦波信
号５ＳＩＮＶ及び余弦波信号５ｃｏｓのそれぞれの信号
レベルがほぼ直線的に増加する部分によって形成される
鋸歯状波信号（積分器入力信号５ＬＰＩＮ）をサンプル
ホールドすると共に順次加算し、これにより当該直線部
分を積分することにより、第４図に示すようなブラシレ
スモータ２の回転を開始してからの回転角θに応じてほ
ぼ直線的に信号レベル（この実施例の場合合成信号電圧
値）が増加する回転角検出信号５ＤＥＴを得る。

従って当該回転角検出信号５ＤＥＴをモータ駆動回路２
２に送出することにより、制御回路２３から入力される
制御信号５ＣＯＮによって指定された回転角θに対応し
た回転角検出信号５ＤＥＴの信号レベルを検出し、当該
信号レベル値に達じた時点においてブラシレスモータ２
の回転を駆動制御信号ＳＤＲによって停止させるように
なされている。

以上の構成において、位置制御モータ装置ｌは制御回路
２３からの制御信号５ＣＯＨに基づいてブラシレスモー
タ２が回転動作を開始すると、積分回路２１において当
該ブラシレスモータ２が回転開始してからの回転角θに
応じた回転検出信号５ＤＥＴを得る。

このときモータ駆動回路２２において制御ｎ　回Ｂ２３
から予め設定されている回転角に対応した回転角検出信
号５ＤＲＴの信号レベルが検出されると、ブラシレスモ
ータ２の回転動作を停止させることにより、ブラシレス
モータ２が回転開始してから所定の回転角だけ回転した
時点でこれを停止させることができる。

かくしてブラシレスモータ２の出力回転軸に形成された
リードスクリュー８に係合されている位置制御対象９を
矢印すで示す方向に所定の移動量だけ移動させることが
できる。

以上の構成によれば、ブラシレスモータ２に設けられた
ホール素子４Ａ及び４Ｂからの回転検出信号５ＨＥＩ及
び５ＨＥ２に基づいて得られる正弦波信号５ＳＩＮ及び
余弦波信号５ＣＯ３並びに当該正弦波信号５ＳＩＮ及び
余弦波信号５ｃｏｓをそれぞれ反転して得られる反転正
弦波信号５ＳＩＮＶ及び反転余弦波信号５ｃｏｓｖのそ
れぞれほぼ直線的に変化する部分を積分することにより
、ブラシレスモータ２の回転角θに応じたアナログ信号
（回転検出信号５ＤＥＴ）を得ることができる。

従って当該回転角検出信号５ＤＥＴに基づいてブラシレ
スモータ２の回転制御をすることにより、当該回転制御
を閉ループ制御とすることができ、これにより確実にブ
ラシレスモータ２の回転移動角を制御し得ると共に、従
来のようなステッピングモータに代えてブラシレスモー
タを用いて回転角制御をし得ることにより、位置制御モ
ータ装置１の構成を一段と簡易化することができる。

なお上述の実施例においては、回転検出素子としてホー
ル素子４Ａ及び４Ｂを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば磁気抵抗素子等信の種々の
回転検出素子を用いることができる。

また上述の実施例においては、正弦波信号５ＳＩＮ及び
余弦波信号５ＣＯ３と、当該正弦波信号５ＳＩＮ及び余
弦波信号５ｃｏｓをそれぞれ反転して得られる反転正弦
波信号５ＳＩＮＶ及び反転余弦波信号５ｃｏｓｖとのそ
れぞれほぼ直線的に増加する部分を積分することにより
、ブラシレスモータ２の回転角に応じた回転検出信号５
ＤＥＴを得る場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、正弦波信号５ＳＩＮ、余弦波信号５ｃｏｓ、反転
正弦波信号５ＳＩＮＶ及び反転余弦波信号５ｃｏｓｖの
それぞれほぼ直線的に信号レベルが滅少する部分からブ
ラシレスモータ２の回転角に応じた回転検出信号を得る
ようにしても良い。

さらに上述の実施例においては、本発明をフロッピディ
スク装置の磁気ヘッド駆動用の位置制御モータ装置に適
用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
他の種々の電子機器の位置制御モータ装置に広く適用す
ることができる。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、ブラシレスモータに設け
られた一対の回転検出素子の出力信号に基づいて得られ
る正弦波信号及び余弦波信号並びに当該正弦波信号及び
余弦波信号をそれぞれ反転して得られる反転正弦波信号
及び反転余弦波信号のそれぞれほぼ直線的に信号レベル
が変化する部分を積分することにより、ブラシレスモー
タの回転角に応じた回転角検出信号を得、当該回転角検
出信号に基づいてブラシレスモータの回転制御をするこ
とにより、簡易かつ確実に位置制御をし得る位置制御モ
ータ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置制御モータ装置の一実施例を
示す路線的斜視図、第２図はその角度制御回路部の構成
を示すブロック図、第３図は積分回路に入力される鋸歯
状波信号を形成する際の説明に供−する信号波形図、第
４図は回転角検出信号を示す信号波形図である。 １・・・・・・位置制御モータ装置、２・・・・・・ブ
ラシレスモータ、４Ａ、４Ｂ・・・・・・ホール素子、
１１・・・・・・正弦波検出回路、１２・・・・・・余
弦波検出回路、１３・・・・・・比較回路、工５、工６
・・・・・・反転回路、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ，１８
Ｄ・・・・・・切換回路、２１・・・・・・積分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ブラシレスモータの回転に応じて正弦波及び余弦波で
   なる２つの出力信号を得る回転検出素子と、上記回転検
   出素子から得られる上記正弦波出力信号及び余弦波出力
   信号並びに、上記正弦波出力信号及び余弦波出力信号を
   それぞれ反転してなる反転正弦波出力信号及び反転余弦
   波出力信号のほぼ直線部分を検出する検出手段と、 上記検出結果に基づいて、上記直線部分をそれぞれ積分
   する積分手段と を具え、上記積分手段から出力される回転角検出信号に
   基づいて上記ブラシレスモータの回転制御をするように
   したことを特徴とする位置制御モータ装置。