JPH0471389A - ブラシレスモータの回転速度検出装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータの回転速度検出装置に関する
。

（ロ）従来の技術 ブラシレスモータ（ブラシレスモークＤＣサーボモータ
）はＤＣモータの欠点であるブラシと整流子ををなくし
たモータを言う。このようなブラシレスモータには、回
転子（ロータ）の位置をホール素子で検出するホールモ
ータや、ホール素子の代わりブラシレスレゾルバを使用
したモータ等がある。

そしてこのようなブラシレスモータの回転速度検出装置
としては、速度発電機（タコジェネレータ）を利用した
ものや、回転子位置を検出するためのホール素子の差動
出力を利用した装置等がある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 このように従来の回転速度検出装置に速度発電機を利用
したものに於ては、速度検出センサとして別途部品（コ
イル）を使用しているため、動作が確実であるという長
所を有する反面、部品点数が増えて不経済、更には、装
置の小型化が困難であると言う欠点を有する。

一方、速度検出に回転子の回転位置を検出するためのホ
ール素子の差動出力を利用したものに於ては、特別な付
加部品がいらないため経済的である反面、ホール素子か
ら得られる信号レベルが低く速度検出動作の信頼性に問
題があった。

本発明のブラシレスモータの回転速度検出装置はこのよ
うな事情に鑑みなされたものであって、経済的及び信頼
性に優れたブラシレスモータの回転速度検出装置を提供
する事を目的とする。

（ニ）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回転速度検出装置は永久磁
石を具備した回転子と、多相の電機子巻線で構成された
固定子と、前記回転子の回転位置を検出する位置検出回
路とを備えたブラシレスモータの回転速度検出装置に於
て、前記電機子巻線に回転子の回転駆動信号を供給する
回転駆動手段と、前記電機子巻線の少なくとも２本の巻
線の巻始めに接続され前記回転駆動信号を取り出す第１
及び第２の回転駆動信号出力線と、該第１及び第２の出
力線が接続され該第１及び第２の出力線から出力される
回転駆動信号の差動信号を作成する差動信号作成回路と
、該作成回路が接続され該作成回路から出力される差動
信号を計数してモータの回転速度を検出する速度検出回
路とをから構成される。

（ホ）作用 ブラシレスモータの電機子巻線の任意の２つから得られ
る信号の差動信号は、ホール素子の任意の２つから得ら
れる信号の差動信号に位相的に等価である反面、信号の
レベルは非常に大きいため確実に速度検出を行うことが
できる。

（へ）実施例 本発明のブラシレスモータの回転速度検出装置の実施例
について、ＣＤプレーヤ（コンパクトディスクプレーヤ
）、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ等に代表される光デイスクプ
レーヤに本発明の回転速度検出装置を採用した場合を例
に取り以下説明す第１図は、本発明のブラシレスモータ
の回転速度検出装置を採用した光デイスクプレーヤの全
体構成を示すブロック図であり回転サーボ機構を主とし
て表示している。図において、（１）はＣＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の光ディスクであり該光ディスク（１）には情報
が線速度一定で記録されている。（２）は該光ディスク
（１）に光ビームを照射しその反射光を受光することに
より光ディスクから各種信号を取り出すピックアップで
あ）９、取り出した反射信号はフォーカス及びトラッキ
ング制御を行うサーボ回路（３）、光デイスク上のトラ
ック溝数の計測を行うシステムコントロール（４）及び
Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）
回路（５）等からなる回転サーボ系等に入力される。Ｐ
ＬＬ回路（５）は位相比較回路（６）及びＶＣＯ（電圧
制御発振器）（７）から構成され、光ディスク（１）が
線速度一定（１，２〜１．４ｍ／ｓの間で一定）で回転
している限りＶＣＯ（７）からは４．３２１８ＭＨｚの
連続クロックが出力される（この状態をＰＬＬがロック
しているという）。前記連続クロックは次のＣＬ　Ｖ　
（ＣｏｎｓｔａｎｔＬｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）
回路（８）に入力され、基準タロツクと位相比較される
、即ち、連続クロックは分周回路（９）において５８８
分の１に分周されて７．３５ＫＨｚの連続クロックとな
り位相比較回路（６）に入力される、位相比較回路（６
゛）の他の入力端には水晶発振器（１０）の分周出力（
７，３５ＫＨｚの基準クロック）が入力され、前記連続
クロックと位相比較がされる。位相ずれの大きさはスピ
ンドルモータ（１１）を回転駆動するための電圧レベル
としてバッファ（１２）を介してスピンドルモータ（１
１）に供給される。

スピンドルモータ（１１）は、モータの軸を中心に８極
の磁極を備えた永久磁石で構成される回転子（１３）と
、Ｙ結線された平衡３相電機子巻線（１５）と、前記回
転子磁石の円周方向近傍にお互いに１２０°の位置関係
で設置されて前記磁極から受ける磁界に作用し回転子の
回転位置を検出するホール素子（ｗ）、　　（ｖ）、（
ｕ）と、により構成される８極３相ブラシレスモータで
ある、そして、該モータ（１１）は前記光ディスク（１
）を回転すべく図示しないターンテーブルに接続されて
いる。

バッファ（１２）から出力された駆動電圧は、ホール素
子（Ｗ）、（Ｖ）、（ｕ）によりスイッチング制御され
て信号増幅回路（１４ｗ）、（１４Ｖ）、　　（１４ｕ
）に入力され増幅される。ここで、ホール素子差動出力
にはその位置での磁極から受ける磁界とホール素子の入
力信号（駆動電圧）の積に比例した信号が得られる。こ
の信号はホール素子位置関係により３相（お互いに１２
０度ずつ位相がずれる）で、かつモータが１回転する間
に回転子（１３）の磁極の数の半分の数の正弦波であり
、その周波数は回転速度に応じて変化する。従って、本
実施例に於てはホール素子からは回転子、（１３）が１
回転する度に４つの正弦波（回転駆動信号）が信号増幅
回路に出力される、増幅された信号は、各電機子巻線（
１５ｗ）。

（１５ｖ）、　　（１５ｕ）に供給されてモータ（１１
）を回転駆動する。

電機子巻線のうち任意の２つの巻始め（１６ｖ）、　　
（１６ｕ）には、前記電機子巻線に供給される回転駆動
信号を抽出するための出力線（１７Ｖ）、　　（１７ｕ
）が接続されてあり、該出力線（１７ｖ）、　（１７ｕ
）の他端には前記２つの回転駆動信号の差動信号を作成
する差動増幅器（１８）が接続されている。

前記差動増幅器（１８）がらは１回転周期ごとに４パル
スの信号が出力され、このパルス信号はシステムコント
ロール（４）に入力される。該システムコントロール（
４）は、光ディスク（１）の所定の位置（最内周トラッ
ク（半径ｒ。））において、所定数（３２パルス分即ち
８回転周期分）のパルス信号の入力に要する時間（１）
を計測し、該時間（１）からモータ（１１）の回転速度
（線速度（Ｖ））を検出する。

式（１，１）は線速度（ｖ）を求める計算式である。

ｖ＝２π　ｒｏＸ８／ｌ　　　・・・・・・　（１，１
）システムコントロール（４）はその他、スイッチ（１
９）を制御してモータ（１１）のキック及びフ゛レーキ
信号の出力、フォーカス、トラッキング等のサーボ回路
（３）の制御を行う。

次に本実施例に於て採用した８極３相ブラシレスモーク
の回路構成の有効性について説明する。

ホール素子の出力インピーダンスをＲｇ　、信号増幅回
路の入力抵抗をＲｓ　、帰還抵抗をＲｆ　、ホール素子
（ｗ）、　　（ｖ）、　　（ｕ）の信号源の電圧をそれ
ぞれＨｗ＋、　　Ｈｗ−、Ｈｖ＋、　　Ｈｖ−、Ｈｕ十
、　　Ｈｕ−とすると、信号増幅回路（１４ｗ）、（１
４ｖ）、（１４ｕ）の出力電圧（回転駆動信号）　ＶＷ
、　ＶＶ、　Ｖここでホール素子の差動出力電圧は、レ
ベルが等しくかつ位相が反転しているので　１１．＝−
Ｈ，＋。

Ｈ，＝−Ｈ，、、）１．−−Ｈｕ＋　どなる。

従って、回転駆動信号Ｖｗ、　Ｖｖ、　Ｖｕは、で表さ
れる。

ここで、ホール素子の差動出力は位相がお互いに３相で
あるので、Ｈ，、＋Ｈｖ、＋Ｈｕ＋＝０となり、この関
係を利用して、回転駆動信号の差動成分を求めると、式
（２，７）、　（２，８）、　（２，９）の様になる。

従って、信号増幅回路（１４ｗ）、（１４ｖ）の差動信
号Ｖ、−Ｖ、を利用すれば、ホール素子（Ｗ）の差動出
力電圧２Ｈｗ−（’、’Ｈ−＋−）１．、−＝Ｈ，＋＋
Ｈｗ＋＝２Ｈｗ＋）信号を得ることができる。

ホール素子の出力インピーダンスＲｇ＝２．ＯｋΩ（１
，５≦Ｒｆ≦４．１）、Ｒｓ＝１．８にΩ、Ｒｆ＝１０
０にΩとすると、信号増幅回路の差動信号を利用するも
のは、ホール素子の差動高感度に於て有利になる。

（ト）発明の効果 本発明のブラシレスモータの回転速度検出装置は上述の
如く構成したため、経済的及び信頼性に優れたブラシレ
スモータの回転速度検出装置を実現することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモータの回転速度検出装置
の構成を表したブロック図である。 １　・・・光ディスク、２　・・ピックアップ、３・・
・サーボ回路、４　・・・システムコントロール、５　
　・・−Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｈｅ　Ｌｏ
ｏｐ）回路、６，６゛位相比較回路、７　・・・ＶＣＯ
（電圧制御発振器）　、８　　・・−ＣＬＶ（Ｃｏｎｓ
ｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回路、９
，９“　・・・分周回路、１０　・・・水晶発振器、１
１　・・・スピンドルモー・夕、１２バツフア、１３　
・・・回転子、１４ｗ、１４ｖ、１４ｕ−信号増幅回路
、１５ｗ、１５ｖ、１５Ｕ　・・電機子巻線、１６ｖ、
１６ｕ　　・　巻始め、１７ｖ、１７ｕ　　＝・出力線
、１８　　・　差動増幅器、１９・・　スイッチ、ｗ、
ｖ、ｕホール素子、Ｒｇ・・・ホール素子の出力インピ
ーダンス、Ｒｓ・・・信号増幅回路の入力抵抗、Ｒｆ信
号増幅回路の帰還抵抗、Ｈｗ＋、　Ｈｗ−、Ｈｖ＋。 Ｈｖ−、Ｈｕｅ、　Ｈｕ−・　　ホール素子（ｗ）、　
　（ｖ）、（ｕ）の信号源の電圧、Ｖｗ、　Ｖｖ、　Ｖ
ｕ信号増幅回路（１４ｗ）、（１４ｖ）、（１４Ｕ）の
出力電圧（回転駆動信号）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石を具備した回転子と、多相の電機子巻線
   で構成された固定子と、前記回転子の回転位置を検出す
   る位置検出回路とを備えたブラシレスモータの回転速度
   検出装置に於て、 前記電機子巻線に回転子の回転駆動信号を供給する回転
   駆動手段と、前記電機子巻線の少なくとも２本の巻線の
   巻始めに接続され前記回転駆動信号を取り出す第１及び
   第２の回転駆動信号出力線と、該第１及び第２の出力線
   が接続され該第１及び第２の出力線から出力される回転
   駆動信号の差動信号を作成する差動信号作成回路と、該
   作成回路が接続され該作成回路から出力される差動信号
   を計数してモータの回転速度を検出する速度検出回路と
   を具備したことを特徴とするブラシレスモータの回転遼
   度検出装置。