JPH04249A - 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］ 本発明はブラシレスモータに関し、特に起動時における
ロータの回転方向を検出する技術に係わる。

［発明の概要］ 本発明は、ステータにロータを回転自在に設け、起動時
における駆動コイルへの起動パターンを発生する起動パ
ターン発生器を設けると共に起動時における前記ロータ
の回転方向を検出する回転方向検出手段を設け、この回
転方向検出手段の検出結果に基づいて前記起動パターン
発生器の起動パターンを制御して所望の回転方向を得る
ブラシレスモータにおいて、 前記ロータに設けられた多極数の回転方向用着磁パター
ンと、この対向位置て且つ位相ノット位置に設けられた
複数の磁気検出センサと、この複数の磁気検出センサの
出力状態より回転方向を判別する回転方向判別部とから
前記回転方向検出手段を構成することにより、 起動時には最大限回転方向用着磁パターンの１極分しか
逆転しないためほとんど逆転することがないため、逆転
の許されない分野にも使用できモータの使用範囲が広く
なるものである。

［従来の技術］ 第４図には従来のブラシレスモータの回路ブロック図が
示されている。第４図において、起動パターン発生器３
と通電パターン発生器６の出力は切換スイッチＳＷにて
選択的にプリドライブ回路１２に導かれており、このプ
リドライブ回路Ｉ２の出力によって三つの駆動コイル１
３にそれぞれ通電される。起動パターン発生器３は任意
の２相に通電する６種類の起動パターンを有する。ゼロ
クロス検出器１４は３つのオペアンプＯＰから構成され
、各オペアンプＯＰには各駆動コイル１３の両端電圧が
それぞれ導かれている。この各オペアンプＯＰの出力は
通電パターン発生器６に導かれており、通電パターン発
生器６はゼロクロス点を基準として通電位相を制御する
。又、各オペアンプＯＰの出力は回転方向検出器１５に
も導かれており、回転方向検出器Ｉ５は起動時に通電し
ないＩ相の逆起動力を観測してロータの回転方向を検出
する。そして、回転が所望の回転方向になると、起動パ
ターン発生器３側から通電パターン発生器６側へ切換ス
イッチＳＷの切換位置を切換える。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記構成においては回転方向検出器１５
が一般にゼロクロス点を検出したところで回転方向を検
出する。そのため、駆動用着磁パターンがｎ極の場合に
は最大で（３６０／　ｎ　）度だけ逆転する可能性があ
る。そのため、８極の場合には最大で４５°　も逆転し
、ハードディスクドライブ装置のスピンドル駆動用の如
く逆転か許されない用途には使用できないという欠点が
あった。

そこで、本発明は一旦ロータを回転させなければロータ
の回転方向を制御できないものにおいて、はとんど逆転
させることなく回転方向を制御できるブランレスモータ
を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を達成するための本発明のブラシレスモータは
、ステータにロータを回転自在に設け、前記ステータに
駆動コイルを設け、この駆動コイルの前記ロータの対向
位置に駆動用着磁パターン部を設け、起動時における前
記駆動コイルへの起動パターンを発生する起動パターン
発生器を設け、通電時における前記駆動コイルへの通電
パターンを発生する通電パターン発生器を設け、前記ロ
ータの回転方向を検出する回転方向検出手段を設け、起
動時にはこの回転方向検出手段にて前記ロータの回転方
向を検出し、この検出結果に基づいて前記起動パターン
発生器の起動パターンを制御して所望の回転方向を得る
ブランレスモータにおいて、前記回転方向検出手段を、
前記ロータに設けられ、前記駆動用着磁パターン部より
極数のはるかに多い回転方向用着磁パターン部と、この
回転方向用着磁パターン部の前記ステータの対向位置で
、且つ、出力波形の位相がシフトする位置に設けられた
複数の磁気検出センサと、この複数の磁気検出センサの
出力状態を比較して回転方向を判別する回転方向判別部
とから構成したものである。

［作用］ 起動パターン発生部の起動パターンによってロータが任
意の方向に回転し、この回転方向が目的とする回転方向
か否かの検出が多極数の回転方向用着磁パターン部を検
出する複数の磁気検出センサの出力によって行われるた
め逆転の最大回転角が微小である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図乃至第３図（ｂ）には本発明の一実施例が示され
ている。ブラシレスモータはステータにロータが回転自
在に設けられ、ステータには３相の駆動コイルが設けら
れている。各相の駆動コイルは２分割され、この対とな
る分割コイル部は回転中心の対称位置に配置されている
。ロータには駆動コイルの対称位置に駆動用着磁パター
ン部が設けられ、この駆動用着磁パターン部はＳ極とＮ
極が交互に配されて８極のパターンにて構成されている
。

第１図にはこのモータの制御回路ブロック図が示されて
いる。第１図において、ホール素子１はステータに固定
され、このホール素子１と同周上のロータの一点位買に
は着磁部が設けられており、この着磁部の位置が原点と
なっている。ホール素子１の出力は原点検出器２に導か
れ、原点検出器２はホール素子ｌの出力変化点を検出す
ると、クロックパルスを一発だけ起動パターン発生器３
及びカウンタ４に出力する。起動パターン発生器３は任
意の２相に通電する６Ｎ類の起動パターンを有する。駆
動モードが選択されると任意の起動パターンをＤ／Ａ変
換器５に出力し、原点検出器２のクロックパルスにて起
動パターンの出力を停止する。また、起動パターン発生
器３は下記する回転方向検出手段９の回転方向情報が目
的とする回転方向と一致すれば現在出力している起動パ
ターンを引続き出力し、目的とする回転方向に不一致で
あれば現在出力している起動パターンと正反対の起動パ
ターンに切換える。カウンタ４は下記する回転方向検出
手段９の出力するクロックをカウントし、原点検出部２
のクロックパルスでリセットされる。カウンタ４はアブ
プダウンカウンタにて構成され、回転方向が時計方向の
ときアップカウントし、反時計方向のときダウンカウン
トするもので、そのカウント値は通電パターン発生器６
に出力される。通電パターン発生器６は前記カウント値
に対応する通電波形をメモリに記憶して有し、カウンタ
４のカウント値によって通電波形を読み出してＤ／Ａ変
換器５に出力する。Ｄ／Ａ変換器５は起動パターン発生
器３と通電パターン発生器６から選択的に送られてくる
起動パターンデータ又は通電パターンデータをアナログ
信号に変換する。このＤ／Ａ変換器５の出力は掛算器７
及びアンプ８を介して前記各駆動コイルに通電される。

前記回転方向検出手段９はステータに設けられたを気検
出センサである周波数発生器（ｐｃ）。

ＦＡ、Ｆ！＋を二つ有し、この周波数発生器ＦＡ、Ｆａ
のロータの対向位置には回転方向用着磁パターン部が設
けられている。回転方向用着磁パターン部はＳ極とＮ極
とが交互に配置されて前記駆動用着磁パターン部よりは
るかに多い極数を有し、この実施例では４８０極形成さ
れている。又、二つの周波数発生器ＦＡ、ＦＢは出力波
形の位相が９０゜シフトした位置に設けられ、第２図に
示すように時計方向の回転では一方の周波数発生器ＦＡ
が他の周波数発生器ＦＢより９０°進み、反時計方向の
回転では一方の周波数発生器ＦＡが他の周波数発生器Ｆ
Ｂより９０°遅れる信号を出力する。この二つの周波数
発生器ＦＡ、ＦＢの出力は回転方向判別部ｌＯに導かれ
ている。回転方向判別部ｌＯは一方の周波数発生器ＦＡ
の立上り点で他の周波数発生器Ｐａの出力レベルを検出
し、他の周波数発生器ＦＢの出力がＨレベルであれば時
計方向、Ｌレベルであれば反時計方向と判別する。この
判別結果を前記起動パターン発生器３に出力する。

又、回転方向判別部ＩＯは回転方向の判別情報と共に一
方の周波数発生器ＦＡの出力を前記カウンタ４に出力す
る。

以下、上記構成の作用について説明する。

時計方向の駆動モードが選択されると起動パターン発生
器３が６種類の起動パターンの一つを選択して出力して
ロータが回転する。ここで、第３図（λ）に示すように
、時計方向に回転すると回転方向判別部９が二つの周波
数発生器ＦＡ、ＦＢの出力より時計方向であることを判
別し、この判別結果を起動パターン発生器３に出力する
。すると、起動パターン発生器３は起動パターンを変え
ることなく同一の起動パターンを出力してさらに時計方
向に回転する。そして、ホール素子Ｉと着磁部か対向位
置に来て原点検出部２が原点を検出すると、起動パター
ン発生器３が出力を停止するかわりに通電パターン発生
器６が通電パターンを出力してロータが時計方向に回転
し続ける。また、反対に第３図（ｂ）に示すように、反
時計方向に回転すると回転方向判別部ＩＯが反時計方向
であることを判別し、この判別結果を起動パターン発生
器３に出力する。すると、起動パターン発生器３は今ま
での起動パターンと反対の起動パターンを出力して今ま
での回転方向と反対の時計方向に回転する。そして、前
記と同様に原点検出部２が原点を検出すると、起動パタ
ーンから通電パターンに切換えられてロータが時計方向
に回転し続ける。

前記動作中の回転方向検出手段９の回転方向の検出は一
方の周波数発生器ＦＡの立上り点における他方の周波数
発生器Ｐａの出力レベルを検出することによって行うた
め、逆転の最大限回転角が回転方向用着磁パターン部の
１極であり、この実施例では０，７５°という微小角度
にすぎない。

そのため、はとんど逆転させることなく回転方向を制御
できる。

尚、実施例の説明では明らかにしなかったか、周波数発
生器ＦＡ、Ｐａの一つは回転制御用に使用されるものを
用いたので、ステータ側へのマウントは周波数発生器を
一個付加するだけで足りる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ステータにロータを
回転自在に設け、起動時における駆動コイルへの起動パ
ターンを発生する起動パターン発生器を設けると共に起
動時における前記ロータの回転方向を検出する回転方向
検出手段を設け、この回転方向検出手段の検出結果に基
づいて前記起動パターン発生器の起動パターンを制御し
て所望の回転方向を得るブラシレスモータにおいて、前
記ロータに設けられた多極数の回転方向用着磁パターン
と、この対向位置で且つ位相シフト位置に設けられた複
数の磁気検出センサと、この複数の磁気検出センサの出
力状態より回転方向を判別する回転方向判別部とから面
記回転方向検出手段を構成したので、起動時には最大限
回転方向用着磁パターンの１極分しか逆転しないためほ
とんと逆転することかなくモータの使用範囲が広くなる
という効果を奏する。また、従来は逆転の最大回転角度
が大きいため立上りが遅かったが、本発明はほとんど逆
転しないためその分立上り時間も速いという効果もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図（ｂ）は本発明の一実施例を示し、第
１図はブラシレスモータの制御回路ブロック図、第２図
は周波数発生器の出力波形図、第３図（λ）は目的の回
転方向に起動待回転が一致する場合のタイムチャート図
、第３図（ｂ）は目的の回転方向に起動待回転が一致し
ない場合のタイムチャート図であり、第４図は従来のブ
ラシレスモータの制御回路ブロック図である。 ３・・起動パターン発生器、６　通電パターン発生器、
９・回転方向検出手段、１０・・回転方向判別部、ＦＡ
、ＦＢ・・周波数発生器（磁気検出センサ）、１３・・
・駆動コイル。 局ｊＩＬ数発ｉ器２の土力涙形因 第２図 目的のｒ！３転７陶に匙！力関１コ車二力で一致、する
鳩舎のタイムチャート囚 第３図（ａ） 目的の口転方句に起動１）Ｆｒ且駄が 一致しない鳩舎のタイムナ〜−ト囚 第３図（ｂ） 手続補正書（酵） 平成　３年１月７８日 平成２年特許願第９８５９１号 事件との関係　　出願人 （２１８）　　ソニー株式会社 理人〒１０４ 東京都中央区明石町１番２９号 液済会ビル ６、補正の内容 （１）明細書の第７頁第１６行目から第８頁第２６行目
に「ポール素子ｌの出力は・・・起動パターンを有する
。」とあるのを、 ［ホール素子ｌの出力は原点検出器２に導かれ、この原
点検出器２の出力は起動パターン発生器３及びカウント
４に入力されている。」と補正する。 （２）明細書の第１０頁第１３行目から第１４行目に「
６種類の起動パターンの一つを選択して」とあるのを、 「所定の起動パターンを」と補正する。 以上 補正の対象

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータにロータを回転自在に設け、前記ステー
   タに駆動コイルを設け、この駆動コイルの前記ロータの
   対向位置に駆動用着磁パターン部を設け、起動時におけ
   る前記駆動コイルへの起動パターンを発生する起動パタ
   ーン発生器を設け、通電時における前記駆動コイルへの
   通電パターンを発生する通電パターン発生器を設け、前
   記ロータの回転方向を検出する回転方向検出手段を設け
   、起動時にはこの回転方向検出手段にて前記ロータの回
   転方向を検出し、この検出結果に基づいて前記起動パタ
   ーン発生器の起動パターンを制御して所望の回転方向を
   得るブラシレスモータにおいて、前記回転方向検出手段
   を、前記ロータに設けられ、前記駆動用着磁パターン部
   より極数のはるかに多い回転方向用着磁パターン部と、
   この回転方向用着磁パターン部の前記ステータの対向位
   置で、且つ、出力波形の位相がシフトする位置に設けら
   れた複数の磁気検出センサと、この複数の磁気検出セン
   サの出力状態を比較して回転方向を判別する回転方向判
   別部とから構成したことを特徴とするブラシレスモータ
   。