JPH08266084A

JPH08266084A - ブラシレスモータのロータ位置検出装置

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Publication number: JPH08266084A
Application number: JP8029942A
Authority: JP
Inventors: Hayato Naito; 速人内藤; Yukinobu Kurita; 幸信栗田; Norihide Yoshida; 典英吉田
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1996-10-11
Anticipated expiration: 2016-01-24
Also published as: JP3299435B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラシレスモータのロータ磁極の磁力変化を
利用してロータの位置を検出する装置に関し、機械部品
の削減、ブラシレスモータの駆動力向上とともに検出精
度の向上を図る。【解決手段】位置検出用磁極５Ｍによって磁気検出手
段１８から出力される回転位置信号の出力波形には、各
周期のピーク前段において凹状の異形部が発生する。一
方、上記回転位置信号の出力波形における各周期のピー
ク前段の所定点での電圧は、基準電圧発生手段１９によ
り基準電圧としてサンプルホールドされ、その基準電圧
が、インデックス信号合成手段２０によって回転位置信
号の電圧と比較される。そしてこの場合、異形部直後に
迎える回転位置信号のピーク付近は基準電圧よりも高い
値となり、その結果、インデックス信号合成手段２０か
らインデックス信号が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレスモータ
のロータ位置検出装置に係り、特にフロッピィディスク
駆動装置のスピンドルモータ等として使用されるブラシ
レスモータのロータの磁極の磁界の変化を利用してフロ
ッピィディスク駆動制御用等のインデックス信号を生成
するに好適なロータ位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フロッピィディスクのドライブ装置に
は、フロッピィディスク上のデータトラックのスタート
位置を知るために、モータの回転を検出してインデック
ス信号を生成出力するインデックス信号出力装置が設け
られている。最近、需要が高まる３．５インチフロッピ
ィディスクを駆動するフロッピィディスクドライブのイ
ンデックス信号出力装置は、電磁的生成方式、光電的生
成方式のいずれかの方式が採用される。

【０００３】電磁的生成方式を採用するインデックス信
号出力装置は、ディスクを回転駆動するスピンドルモー
タのロータ外周に設けられたインデックス磁石と、この
インデックス磁石の磁力を検出するホール素子、ホール
ＩＣ等の磁気検出器とを備え、インデックス信号を生成
する。また、光電的生成方式を採用するインデックス信
号出力装置は、スピンドルモータのロータ外周に設けら
れたインデックス反射板と、光信号の発光及び反射され
た光信号を受光する光トランジスタ等の光検知器とを備
え、インデックス信号を生成する。

【０００４】前記磁気検出器、光検知器の夫々は、いず
れもスピンドルモータが装着された基板（回路基板）に
固定される。この種のインデックス信号出力装置は、イ
ンデックス信号を所定のトラックスタート位置に一致さ
せることを目的として、磁気検出器又は光検知器の固定
位置を可動できる可動調整機構が設けられる。

【０００５】また、前述のインデックス磁石及び磁気検
出器やインデックス反射板及び光検知器といった機械的
部品を備える方式に変えて、電気的にインデックス信号
を生成するインデックス信号出力装置の開発が行われて
いる（例えば、特開平２−１０５６９号公報）。このイ
ンデックス信号出力装置は、図６（動作タイミングチャ
ート）に示すように、まず、スピンドルモータのロータ
に装着されるロータマグネットが回転することによって
発生するホール素子の略正弦波形の出力のピーク（Ａ
点）をピークホールドし、ホールドした電圧を基準電圧
としてコンデンサに充電する。コンデンサに充電された
基準電圧は経時的に減衰する。そして、この減衰した基
準電圧とホール素子の出力の次段の周期における略正弦
波のピーク（Ｂ点）の検出電圧とを比較し、基準電圧に
対して検出電圧が下回っていた場合に、インデックス信
号を生成し出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インデックス信号出力装置は、電磁的生成方式、光電的
生成方式のいずれの方式においても、インデックス磁石
及び磁気検出器やインデックス反射板及び光検知器の機
械部品、可動調整機構の機械部品等、外付け機械部品の
点数が増加する。このため、インデックス信号出力装置
の組立て工数が増大し、結果スピンドルモータの組立て
工数が増大するという問題がある。

【０００７】さらに、前記外付け機械部品の点数の増
加、組立て工数の増大は、いずれも当該スピンドルモー
タの製品価格を増大する。メンテナンスにおいても多大
な労力が必要となる。

【０００８】また、前記電気的にインデックス信号を生
成するインデックス信号出力装置は、機械部品点数を極
力減少でき、所謂センサレスとして上述の問題が解決で
きる。しかしながら、図６に示すように、ホール素子の
出力波形の振幅にＣ点のようなばらつきが発生した場
合、この振幅が変化したときのピークで基準電圧が生成
されると、この基準電圧と次段の周期の正弦波のピーク
（Ｄ点）の電圧との比較結果に応じて、本来、出力しな
いはずのインデックス信号が出力されて、誤動作が発生
する。そこで、基準電圧とホール素子出力の正弦波形を
明確に区別するために、正弦波形のピーク部分にさらに
大きな振幅波形が生成されるように、ロータの磁極にそ
の磁極の磁力よりもさらに強く磁化した部分を設け、こ
の強い磁化部分の検出波形と基準電圧とを比較すること
により精度を向上することが考えられる。

【０００９】しかしながら、最近ではブラシレスモータ
の駆動力向上のために、ロータマグネットの磁極自体を
飽和着磁する場合が多い。この場合に問題となるのは、
磁極が飽和状態ではそれ以上に強い着磁を施すことは事
実上不可能であるという点である。従って、ロータマグ
ネットの磁極の磁力よりも強い磁力となる強磁化部分を
設ける場合には、ロータマグネットの磁極を飽和着磁す
ることができず、その結果、モータの効率が落ちてしま
うことになる。

【００１０】本発明の目的は、装置構成上の機械部品点
数の削減とともに、ロータマグネットの磁極を飽和着磁
した場合においても、ブラシレスモータの効率を落すこ
となく、精度の良いインデックス信号を生成し得るブラ
シレスモータのロータ位置検出装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明は、ロータに装着され、複数の駆動用磁極を
有するロータマグネットと、該ロータマグネットに対向
する領域に配置され、このロータマグネットの回転によ
って通過する磁界を検出して複数相の略正弦波形の回転
位置信号を出力する複数個の磁気検出手段と、上記ロー
タマグネットの少なくとも１つの駆動用磁極の磁気セン
ターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置に形成さ
れ、当該駆動用磁極よりも弱い磁界を発生させる位置検
出用磁極と、上記磁気検出手段から出力される回転位置
信号のうち任意の相の各周期における正負のピークのう
ち何れか一方のピーク前段の所定点の値をサンプルホー
ルドし、基準電圧を出力する基準電圧生成手段と、上記
磁気検出手段から出力された回転位置信号と上記基準電
圧生成手段から出力された基準電圧とを比較して、イン
デックス信号を出力するインデックス信号合成手段と、
を備えて構成される。

【００１２】このような本発明にかかる位置検出装置に
おいては、位置検出用磁極が、当該位置検出用磁極が設
けられている磁極の磁力よりも弱い磁力で着磁されてお
り、したがって磁気検出手段から出力される回転位置信
号の出力波形には、各周期のピーク前段において凹状の
異形部が発生する。一方、上記回転位置信号の出力波形
における各周期のピーク前段の所定点での電圧は、基準
電圧発生手段により基準電圧としてサンプルホールドさ
れ、その基準電圧が、インデックス信号合成手段によっ
て回転位置信号の電圧と比較される。そしてこの場合、
異形部直後に迎える回転位置信号のピーク付近は基準電
圧よりも高い値となり、その結果、インデックス信号合
成手段からインデックス信号が生じることとなる。

【００１３】すなわち本発明によれば、ロータマグネッ
トの磁極を飽和磁化にしても、上記位置検出用磁極は周
辺の磁力よりも弱い磁力で良く、磁極自体の磁力強化に
よるモータの駆動力向上とともに、インデックス信号の
精度を向上させることが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。本発明に係るブラシレスモータ
の一実施形態の構成を図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示
す。図１は当該ブラシレスモータの一部縦断面を有する
側面図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は横断面図
である。なお、このブラシレスモータは具体的にはフロ
ッピーディスクドライブ用のスピンドルモータである。

【００１５】図１及び図２に示すように、当該ブラシレ
スモータ１は、例えば周対向型の３相ブラシレスモータ
である。このブラシレスモータ１は、基板（回路基板）
２、軸３、ロータ（ロータケース）４、ロータマグネッ
ト５、コイル６、積層鉄心コア７、及び軸受８を主体に
構成される。

【００１６】基板２には、当該ブラシレスモータ１を駆
動制御する図示しない駆動制御用ＬＳＩ、抵抗素子、容
量素子等の回路素子が実装されている。この基板２上に
軸受８が固定され、この軸受８にはコイル６を巻装した
積層鉄心コア７が取り付けられている。軸受８は、略カ
ップ状のロータ４の中央部に立設された軸３を回転自在
に支承する。ロータ４の周壁の内周面には円環状のロー
タマグネット５が装着され、このロータマグネット５は
上記積層鉄心コア７と適宜の間隔をおいて対向してい
る。

【００１７】ロータ４はその上面にチャッキングピン４
Ｂ及びチャッキングマグネット４Ａを備える。つまり、
本実施形態のブラシレスモータ１は３．５インチフロッ
ピィディスクを回転駆動する。上記コイルに所定の電流
を通電すると、ブラシレスモータ１のロータ４は、ロー
タマグネット５と積層鉄心コア７との電磁作用によって
軸３を中心として回転し、このロータ４がチャッキング
ピン４Ｂ及びチャッキングマグネット４Ａを介してフロ
ッピィディスクを回転駆動させる。

【００１８】前記ロータマグネット５は、図２及び図３
（ロータマグネットの磁極を模式的に表した展開図）に
示すように、Ｎ極及びＳ極の複数の磁極がロータ４の円
周に沿って複数極配置される。本実施形態においては、
ロータマグネット５は、Ｎ極及びＳ極を１組として合計
８組、つまり１６極が着磁されている。ロータ４の円周
は機械角で３６０度であるので、機械角で２２．５度毎
にＮ極、Ｓ極の夫々が順次配列される。

【００１９】前記積層鉄心コア７は、放射状に突出した
複数本の突極を有している。図２（ｂ）に示すように、
本実施形態において、積層鉄心コア７の突極は、機械角
で３０度毎に合計１２本配置される。また、それぞれの
突極には３相のコイル６が巻回される。

【００２０】前記１２本の積層鉄心コア７の突極のう
ち、所定の連続した４本の突極の間であって、基板１の
表面には磁気検出手段としてのホール素子１８が合計３
個配置される。つまり、図２及び図３に示すように、基
板１の表面にホール素子１８Ｕ、１８Ｖ及び１８Ｗが配
置される。

【００２１】磁気検出手段１８は、ロータ４に装着され
たロータマグネット５の回転に伴って複数個の磁極の磁
界を検出し、略正弦波形の回転位置信号（正弦波起電
力、電流又は電圧）を出力する。ホール素子１８Ｕは３
相の回転位置信号のうちのＵ相（第１の相）を出力す
る。ホール素子１８Ｖは、３相の回転位置信号のうちの
Ｖ相（第２の相）を出力する。また、ホール素子１８Ｗ
は、３相の回転位置信号のうちのＷ相（第３相）を出力
する。

【００２２】ホール素子１８Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗの夫々
は、隣接する２本の積層鉄心コア７の突極の中心から機
械角で各々１５度の角度を維持しつつ、互いに機械角で
３０度の間隔をおいて配置される。このホール素子１８
Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗの夫々は、インデックス信号用を生
成するために新たに設けるのではなく、従来のブラシレ
スモータ駆動用の磁気検出手段であるホール素子がその
まま使用される。

【００２３】前記ロータマグネット４の複数個の磁極、
積層鉄心コア７、ホール素子１８Ｕ、１８Ｖ及び１８Ｗ
の夫々の配置によって、ブラシレスモータ１は、図３に
示すように、１組の磁極（Ｎ，Ｓ）がホール素子１８の
近傍を通過する毎に、このホール素子１８から１周期の
略正弦波形の回転位置信号を出力できる。図３における
波形は、ホール素子１８Ｕによって検出され出力される
回転位置信号としてのＵ相の出力波形を示す。１つの相
の波形の一周期は電気角（θｅ）で３６０度である。当
該実施形態のブラシレスモータ１は、８組の磁極を有し
ているので、ブラシレスモータ１が１回転すると、８周
期の略正弦波形が出力される。ホール素子１８Ｕ、１８
Ｖ、１８Ｗの夫々から出力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の夫
々の出力波形は、図５に示すように、時間軸方向に１２
０度の位相差を有する。

【００２４】このように構成されるブラシレスモータ１
は、図１、図２及び図３に示すように、ロータ４に装着
されたロータマグネット５の複数個の磁極（Ｎ極及びＳ
極の合計１６極）のうち、１個の磁極（本実施形態では
Ｎ極）の所定位置に位置検出用磁極５Ｍが設けられてい
る。本実施形態において、位置検出用磁極５Ｍは、ロー
タマグネット５のＮ極自体の磁力に比べて局部的に磁力
が弱い部分であり、例えば次のような手法によって形成
される。

【００２５】すなわち、第１の手法としては、ロータマ
グネット５に着磁を施す着磁ヘッドの所定の箇所を予め
削っておき、該着磁ヘッドをロータマグネット５に近接
させて着磁を行う手法がある。このような着磁ヘッドで
着磁を行うと、上記所定の箇所はロータマグネット５と
の距離が他の部分に比べて離れているので、その部位の
みに弱い着磁が施される。

【００２６】また、第２の手法としては、ロータマグネ
ット５の全周に駆動用磁極を着磁した後に、特定の磁極
（例えばＮ極のうちの１極）にその磁極とは逆極（Ｓ
極）を部分的に着磁する手法がある。

【００２７】さらに、第３の手法としては、第２の手法
とは反対に、ロータマグネット５に駆動用磁極を着磁す
る前に予め部分的な磁極（Ｓ極）を施しておいて、その
後部分的な磁極に逆極（Ｎ極）が重なるように着磁する
手法がある。

【００２８】さらにまた、第４の手法としては、全周に
駆動用磁極を着磁したロータマグネット５の所定箇所を
切削することによっても、局部的に磁力が弱い部分を形
成することができる。

【００２９】さらにまた、第５の手法としては、着磁ヘ
ッドの形状を工夫して、例えば着磁ヘッドの一部を完全
に欠落させて、この着磁ヘッドで着磁を行い、部分的に
無着磁部分が形成されるようにしてもよい。

【００３０】このようにして形成される位置検出用磁極
５Ｍは、駆動用磁極の磁気センターより電気角で所定の
角度位相の進んだ位置に形成される。即ち詳細には、駆
動用磁極のＮ極の磁気センターから電気角で３０度前段
に形成される。そして、この位置検出用磁極５Ｍが形成
されたことによって、ブラシレスモータ１のロータ４の
１回転毎に、各ホール素子１８Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗから
それぞれ出力される回転位置信号としての８周期の出力
波形のうち、いずれか１つの正側ピーク前段にへこみ状
の異形部が生成される。該異形部は、回転位置信号の出
力波形の任意の周期の半周期内において、Ｓ極とＮ極と
の境界点から電気角で６０度付近に形成される。

【００３１】前記各ホール素子１８のうち、ホール素子
１８Ｕ及び１８Ｖは、図４（ブロック回路図）に示すロ
ータ位置検出装置の主体に連結される。該ロータ位置検
出装置は、ロータマグネット５、磁気検出手段１８、基
準電圧生成手段１９、インデックス信号合成手段２０を
主体に構成される。

【００３２】基準電圧生成手段１９は、ホール素子１８
Ｕの出力端子に接続された増幅器１０と、同じくホール
素子１８Ｕの出力端子に接続された第１比較器１６と、
増幅器１０の出力端子に接続されたオフセット回路１７
と、ホール素子１８Ｖの出力端子に接続された第２比較
器１６と、第１比較器１６およびオフセット回路１７お
よび第２比較器１１に接続されたサンプルホールド回路
１２と、サンプルホールド回路１２と接地電位間に接続
されたサンプルホールド用コンデンサ１３とを備えてい
る。

【００３３】インデックス信号合成手段２０は、前記サ
ンプルホールド回路１２の出力信号である基準電圧と前
記増幅器１０の出力信号とを比較する第３比較器１４
と、第３比較器１４および第１比較器１６の各出力端子
に接続されインデックス信号を出力する波形整形回路１
５とを備えている。

【００３４】かかる構成を具体的に説明すると次のよう
になる。すなわち、増幅器１０はホール素子１８Ｕから
出力される回転位置信号としてのＵ相（第１相）の出力
信号を増幅する。そして、増幅器１０は、その出力信号
をオフセット回路１７、及び第３比較器１４の夫々に出
力する。

【００３５】第２比較器１１は、ホール素子１８Ｖから
出力される回転位置信号としてのＶ相（第２相）の出力
信号を入力して、後述するサンプルホールド回路１２に
おける電圧ホールドを開始させる信号（ホールド指令）
を生成し、サンプルホールド回路１２に出力する。

【００３６】サンプルホールド回路１２は、第１比較器
１６およびオフセット回路１７および第２比較器１１に
接続され、前記第２比較器１１からのホールド指令に基
づき、Ｕ相の出力波形の各周期におけるピーク前段の所
定点（電気角でピークの３０度手前）をサンプルホール
ドし、サンプルホールド用コンデンサ１３に基準電圧と
して充電して保持する。サンプルホールドされるＵ相の
出力信号は予めオフセット回路１７によって電位が昇圧
される。また、サンプルホールド用コンデンサ１３に充
電された基準電圧は、第１比較器１６からのタイミング
制御信号に従って強制的に放電される。

【００３７】第３比較器１４は、サンプルホールド回路
１２においてサンプルホールドされ、かつサンプルホー
ルド用コンデンサ１３に充電された基準電圧と、前記増
幅器１０から出力されるＵ相の回転位置信号とを比較す
る。ロータ４の１回転で生成される合計８周期のＵ相の
出力波形のうち、１つの波形ピーク前段には、前記ロー
タマグネット５に局部的に形成された位置検出用磁極５
Ｍによって、へこみ状の異形部が生成される。この異形
部は通常の略正弦波形の電圧よりも電圧値が低くなって
いる。一方、異形部付近でサンプルホールドされる基準
電圧が同一半周期内のピーク電圧を越えないようにオフ
セット電圧値を設定しているため、この場合の基準電圧
はオフセット回路１７で昇圧されてもピーク電圧以下に
なる。したがって、上記異形部の直後に迎えるピーク電
圧が基準電圧を越えたとき（上回ったとき）、第３比較
器１４は図５のａに示すようなパルス信号を出力する。
なお、上記オフセット電圧は、異形部を有しないＵ相の
出力波形に対して、ピーク前段の基準電圧がピーク電圧
を越えるように設定されており、この場合には、ピーク
前段において基準電圧がピーク電圧を既に越えることと
なってパルス信号は出力されない。

【００３８】前記サンプルホールド用コンデンサ１３へ
の基準電圧の充電並びに放電のタイミングは、第１比較
器１６のタイミング制御信号で制御される。

【００３９】波形整形回路１５は、第３比較器１４から
出力される信号を第１比較器１６のタイミング制御信号
にしたがって正規化し、パルス状の安定したインデック
ス信号に波形整形し、当該ロータ位置検出装置の外部に
インデックス信号を出力する。

【００４０】次に、本発明に係るロータ位置検出装置の
動作について、図４、図５を参照して説明する。

【００４１】前記図１及び図２に示すブラシレスモータ
１のロータ４及びロータマグネット５の回転によって、
ホール素子１８Ｕ、１８Ｖ、１８Ｗの夫々から、回転位
置信号として、図５に示すＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の
略正弦波形が検出される。図５において、これら３相の
出力波形はそれぞれホールアンプの出力波形を示す。ま
た、コンデンサの蓄積電荷量はサンプルホールド用コン
デンサ１３に蓄積される基準電圧、ａは第３比較器１４
の出力波形、ｂは波形整形回路１５の出力波形の夫々を
示す。

【００４２】まず、図４に示すように、ホール素子１８
Ｕの出力信号は第１比較器１６に入力される。第１比較
器１６は、回転位置信号としてのＵ相（第１相）の出力
波形の負側から正側への切り替わりのゼロクロス地点
（Ｕ相の波形の０度地点）において、サンプルホールド
用コンデンサ１３に基準電圧の充電を開始するタイミン
グ信号を出力する。このサンプルホールド用コンデンサ
１３への基準電圧の充電は、オフセット回路１７によっ
て昇圧された電圧が充電される。このオフセット回路１
７の昇圧電圧は、前述のように異形部付近でサンプルホ
ールドされる基準電圧が同一半周期内のピーク電圧を越
えないような値のオフセット電圧値に設定されている。

【００４３】次に、前記ホール素子１８Ｖの出力に基づ
き、第２比較器１１は、Ｖ相（第２相）の出力波形の正
側から負側への切り替わりのゼロクロス地点においてホ
ールド指令をサンプルホールド回路１２に出力する。こ
のホールド指令に基づき、サンプルホールド用コンデン
サ１３の基準電圧の充電が終了する。すなわち、ホール
ドが開始される。このサンプルホールド用コンデンサ１
３の基準電圧の充電が終了する時点は、回転位置信号と
してのＵ相の出力波形の各周期におけるピーク前段（Ｕ
相の出力波形においてゼロクロス点から電気角で約６０
度地点）に相当する。

【００４４】図５に示すサンプルホールド用コンデンサ
１３に充電された基準電圧の強制放電は、充電の開始と
同様に、第１比較器１６から出力されるタイミング制御
信号によって制御される。即ち、サンプルホールド用コ
ンデンサ１３に充電された基準電圧の強制放電は、Ｕ相
の出力波形の正側から負側への切り替わりのゼロクロス
地点（Ｕ相の出力波形の１８０度地点）において行われ
る。

【００４５】一方、増幅器１０で増幅された前記ホール
素子１８Ｕの回転位置信号は、第３比較器１４に送られ
る。この第３比較器１４は、Ｕ相（第１相）の出力波形
と、サンプルホールド用コンデンサ１３に充填された基
準電圧であってオフセットがかけられて且つＵ相のピー
クの３０゜前段でサンプルホールドされた電圧波形とを
比較する。

【００４６】各ホール素子１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗの各
出力波形には、図５に示すように、ロータマグネット５
のＮ極に設けられた位置検出用磁極５Ｍによって、局部
的な凹状の異形部が形成されている。ロータ４（又はロ
ータマグネット５）が１回転すると各相の正弦波形は８
周期分が生成されるが、この８周期のうちの１周期、し
かもこの１周期の正側の半周期の前段にのみ、異形部が
生成される。

【００４７】回転位置信号のうちＵ相（第１相）の出力
波形において異形部を有する正側の半周期と同一の半周
期内でサンプルホールドされた基準電圧は、Ｕ相の波形
ピーク前段の異形部付近でホールドされているので、Ｕ
相の出力波形は異形部よりも後段のピーク付近で基準電
圧を越える。このとき、第３比較器１４は図５ａに示す
ようなパルス信号を出力する。このパルス信号は波形整
形回路１５に入力され、この波形整形回路１５は第１比
較器１６からのタイミング制御信号に基づいて波形整形
してインデックス信号を出力する。このインデックス信
号はインデックス信号出力装置の外部に出力される。

【００４８】なお、第３比較器１４は、Ｕ相（第１相）
の出力波形で異形部を有する周期のつぎの周期において
も、オフセットがかけられると共にピークの前段でサン
プルホールドされた基準電圧とＵ相の出力波形とを比較
する。ところが、第２周期以降のＵ相の出力波形には異
形部すなわち波形上の凹みが形成されていないので、基
準電圧はＵ相のピーク前段で前述のオフセット電圧値で
昇圧されることにより、電圧ホールドのタイミングでは
既に基準電圧はピーク値を越えている。従って、第２周
期以降ではパルス信号を出力しない。

【００４９】すなわち、図５に示すように、異形部の発
生しない周期のＵ相の波形においては、サンプルホール
ド回路１２による基準電圧が通常のＵ相の出力波形の振
幅値をとるので、オフセット回路７によるオフセット電
圧によって基準電圧が当該Ｕ相波形のピーク値より高く
なり、第３比較器１４から出力が生じることはない。

【００５０】以上を要約すれば、次の通りである。位置
検出用磁極５Ｍは当該位置検出用磁極５Ｍが設けられて
いる磁極の磁力（例えば飽和磁化）よりも弱い磁力で着
磁されており、したがってＵ相の出力波形には、図３に
示すように、位相角６０度近傍の点に凹状の異形部が発
生する。サンプルホールド回路１２は、Ｕ相の電圧のゼ
ロクロス点から充電を開始し、Ｕ相電圧の位相角６０度
（Ｖ相電圧のゼロクロス点）での電圧にオフセット回路
７により所定のオフセット電圧を加えた電圧をホールド
する。このホールド電圧は基準電圧として第３比較器１
４において増幅器１０から出力されるＵ相の電圧と比較
される。この場合、異形部直後に迎えるＵ相の波形のピ
ーク付近は基準電圧よりも高い値となり、第３比較器１
４からは出力が生じることとなる。

【００５１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
例えば、上記実施形態において、基準電圧生成手段は、
磁気検出手段から出力される回転位置信号のうちＵ相の
各周期における正側のピーク前段の所定点の値をサンプ
ルホールドして、基準電圧を出力する構成としたが、Ｕ
相に限らず、Ｖ相またはＷ相の回転位置信号に基づいて
基準電圧を出力する構成としてもよい。

【００５２】また、上記実施形態において、駆動用磁極
のＮ極の磁気センターから電気角で所定の角度位相の進
んだ位置に位置検出用磁極５Ｍを形成したが、Ｓ極の磁
気センターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置に
位置検出用磁極５Ｍを形成してもよい。この位置検出用
磁極５Ｍは、たとえば駆動用磁極のＳ極の所定の位置に
Ｎ極を局部的に着磁することによって形成される。な
お、この場合の基準電圧生成手段は、回転位置信号のう
ち任意の相の各周期における負側のピーク前段の所定点
の値をサンプルホールドして、基準電圧を出力するよう
に構成される。さらに、上記実施形態において、図３に
示すように、基準電圧を生成するために、オフセット回
路１７を設けたが、これに代えて、増幅回路を用いて増
幅器１０の出力電圧をそのまま所定の増幅度でリニアに
増幅することにより昇圧する構成とすることも可能であ
る。

【００５３】さらにまた、上記実施形態において、位置
検出用磁極５Ｍを１つの駆動用磁極の磁気センターから
電気角で３０度位相の進んだ位置に形成した例を示した
が、３０度以外の電気角（例えば４５度）であっても同
様な効果を奏することができる。さらにまた、本発明は
フロッピーディスク駆動用モータ以外のブラシレスモー
タにも当然適用可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気的にインデックス信号を生成する所謂センサレスと
してのロータ位置検出装置を構成したので、機械部品点
数を減少することができる。

【００５５】また、本発明によれば、ブラシレスモータ
において、ロータマグネットの磁極に位置検出用磁極を
形成し、磁気検出手段の出力波形に局部的な異形部を生
成したので、出力波形の任意の半周期内のみで波形の比
較が確実に行え、間違ったインデックス信号の出力を防
止できる。

【００５６】さらに、本発明によれば、ロータの磁極を
飽和磁化にしても、上記異形部生成のための位置検出用
磁極は周辺の磁力よりも弱い磁力で良く、磁極自体の磁
力強化によるモータの効率向上とともに、インデックス
信号の精度を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるブラシレスモータ
の構成を示す一部断面側面図である。

【図２】（ａ）は前記ブラシレスモータの要部平面図
で、（ｂ）はその横断面図である。

【図３】前記ブラシレスモータのロータマグネットおよ
び磁気検出器の位置関係を示す展開図である。

【図４】前記ブラシレスモータのロータ位置検出装置の
ブロック回路図である。

【図５】前記ロータ位置検出装置の動作を示すタイミン
グチャートである。

【図６】従来のインデックス出力装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１スピンドルモータ２基板４ロータ５ロータマグネット５Ｍ回転検査部６コイル７積層鉄心コア１０アンプ回路１１，１４，１６電圧比較回路１２サンプルホールド回路１３サンプルホールド用コンデンサ１５波形整形回路１７オフセット回路１８ホール素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｋ 29/08 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータに装着され、複数の駆動用磁極を
有するロータマグネットと、該ロータマグネットに対向する領域に配置され、このロ
ータマグネットの回転によって通過する磁界を検出して
複数相の略正弦波形の回転位置信号を出力する複数個の
磁気検出手段と、上記ロータマグネットの少なくとも１つの駆動用磁極の
磁気センターから電気角で所定の角度位相の進んだ位置
に形成され、当該駆動用磁極よりも弱い磁界を発生させ
る位置検出用磁極と、上記磁気検出手段から出力される回転位置信号のうち任
意の相の各周期における正負のピークのうち何れか一方
のピーク前段の所定点の値をサンプルホールドし、基準
電圧を出力する基準電圧生成手段と、上記磁気検出手段から出力された回転位置信号と上記基
準電圧生成手段から出力された基準電圧とを比較して、
インデックス信号を出力するインデックス信号合成手段
と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータのロータ位
置検出装置。
【請求項２】基準電圧生成手段は、上記回転位置信号
の電位を上昇させるオフセット回路を備えていることを
特徴とする請求項１記載のブラシレスモータのロータ位
置検出装置。
【請求項３】磁気検出手段は、３個の磁気検出器から
なり、これらの磁気検出器は互いに１２０゜位相の異な
る３相の回転位置信号を出力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のロータ位置検出装置。
【請求項４】基準電圧生成手段は、３相の回転位置信
号のうち第１の相と第２の相の回転位置信号を入力する
とともに、第１の相の回転位置信号に基づいてサンプル
ホールドのタイミングを制御する第１比較器と、第２の
相の回転位置信号に基づいて基準電圧がホールドされる
タイミングを制御する第２比較器と、上記第１比較器と
第２比較器の各出力信号に従って第１の相の波形ピーク
前段の所定点の電圧値をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路と、このサンプルホールド回路によってサ
ンプルホールドされた電圧を充電するコンデンサとを備
えていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモ
ータのロータ位置検出装置。
【請求項５】基準電圧生成手段は、上記第１の相の回
転位置信号を増幅する増幅器を備え、インデックス信号
合成手段は、上記増幅器の出力信号と前記サンプルホー
ルド回路の出力信号である基準電圧とを比較する第３比
較器を備えるとともに該第３比較器の出力信号からイン
デックス信号を形成することを特徴とする請求項４記載
のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
【請求項６】インデックス信号合成手段は、磁気検出
手段から出力された回転位置信号と基準電圧生成手段か
ら出力された基準電圧とを比較する第３比較器と、この
第３比較器の出力信号を波形整形してインデックス信号
を形成する波形整形回路とを備えてなる請求項１記載の
ブラシレスモータのロータ位置検出装置。
【請求項７】位置検出用磁極は、駆動用磁極の磁気セ
ンターから電気角で３０度位相の進んだ位置に形成され
ていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモー
タのロータ位置検出装置。
【請求項８】位置検出用磁極は、駆動用磁極の少なく
とも１つのＮ極の磁気センターから電気角で所定の角度
位相の進んだ位置に形成され、磁気検出手段から出力さ
れる回転位置信号は、少なくとも１つの正のピーク前段
に異形部が形成されていることを特徴とする請求項１記
載のブラシレスモータのロータ位置検出装置。
【請求項９】位置検出用磁極は、駆動用磁極の少なく
とも１つのＳ極の磁気センターから電気角で所定の角度
位相の進んだ位置に形成され、磁気検出手段から出力さ
れる回転位置信号は、少なくとも１つの負のピーク前段
に異形部が形成されていることを特徴とする請求項１記
載のブラシレスモータのロータ位置検出装置。