JPH08512453A - ブラシレス直流モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも２つのステータコイル（２、３）を持つステータ（６０）と、該ステータに相対的に回転可能に配置されるローター（４）と、所定のローター位置を検出する位置検出器（５）と、電源（７）対する該各ステータコイルを予め規定された繰り返し順序で結合または分離を実施する電子整流回路（６）とを有している。無負荷速度を制限するために、整流手段（６）は、直近に検出されたロータ位置から所定の距離離れたローター位置を検出後に所定の遅延期間（ｔｒ）が経過するまでに、次なる所定のローター位置の新たな検出位置にステータコイル（２）または（３）の接続を遅延する回路装置（１１）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 ブラシレス直流モータ 技術分野 本発明は、少なくとも２つのスタータコイルを有するスタータと、スタータに 対応して回転可能な状態で配置されるロータと、所望のロータ位置を検出する位 置検出手段と、所定の繰り返し順序で、電源に対するステータコイルの接続また は解放の各々を実現する電気的整流手段とを有するブラシレス直流モータに関す る。 背景技術 このようなブラシレス直流モータは、例えば、ヨーロッパ特許出願公開第EP-A -0425479号公報から既知である。 更に、回転方向とは反対の方向に整流位置がずれることにより、直流モータの 力を回転の上昇と共に増大できる。整流位置のずれは、前置整流として既知であ る。 前置整流を有するモータの使用については、アイスクリーム製造装置及びミキ サなどの台所用品における状況、即ち高速回転時にモータの負荷が高い状況にお いて興味深いものがある。このよう使用形態における欠点は、無負荷状態におけ るモータの回転速度が非常に高速になることである。無負荷状態における非常に 速い速度は、モータの機械的構造上、過酷な要求が課される。 発明の開示 本発明の目的の一つは、高速回転状態では多くの力を発生でき、無負荷状態で は回転速度が抑制されるブラシレスモータを提供することである。 本発明において上述の目的は、整流手段が、それぞれが直近に検出したロータ 位置の前方の所定の間隔内に位置するロータ位置の検出後であってかつ、所定の 遅延期間が経過するまでに、所定のロータ位置の次のロータ位置に係る新たな検 出に対応して、次のステータコイルの結合を遅延する少なくとも２個の遅延手段 を有することにより達成される。この手段により、モータの速度が、連続的な所 定のロータ位置を示す検出位置の間の時間間隔が、遅延手段により発生された遅 延時間に対応する値まで上昇する場合、モータの力が低下する。モータの力は、 電力遅延手段により次のステータコイルの結合が後の時期にずれるために低下す る。回転速度の更なる上昇は、この要領で抑制される。 ブラシレス直流モータの実施例は、遅延期間が直近に検出したロータ位置の前 方の所定の間隔内に位置するロータ位置の検出時に開始されることを特徴とする 。無負荷状態において、モータの回転速度は、連続的な所定のロータ位置の検出 結果の間の時間間隔に対応する所定の遅延期間により規定される値まで上昇する であろう。回転速度の更なる上昇は、モータの力が減少するという事実をもたら す次のステータコイルの結合の後の時期へのずらしにより抑制されるであろう。 ブラシレス直流モータの他の実施例は遅延期間は、他の遅延手段の当該遅延期 間が経過した後の、直近に検出したロータ位置の前方の所定の間隔内に位置する ロータ位置の検出に対応して開始されることを特徴とする。無負荷状態において 、モータの回転速度は、連続的な所定のロータ位置を示す検出位置の間の時間間 隔が、所定の遅延期間により規定される値に対応する値まで上昇するであろう。 回転速度の更なる上昇は、遅延が累積するという事実に基づく以後の実施例にお いてより制限される。この遅延は、モータの回転速度が上述の値を越えるまで長 さまで累積的に増加する。これは、モータの速度が前述の値に実際に制限されて この値に維持される場合、モータの力が急激に減少する結果がもたらされる。 ブラシレス直流モータの他の実施例は、ステータコイルが磁気的に結合され、 整流回路が結合されたステータコイルの分離と次のステータコイルの結合を略々 同時に実施する手段を有することを特徴とする。 この実施例において、磁気結合の組合せである連続する分離と結合は、一方の ステータコイルから他のステータコイルに伝送されるべき磁気エネルギを生じる 。ステータコイルの分離と次のステータコイルの結合との間の非活性時間間隔が 存在する場合の整流に関しては、この実施例では、モータの散逸（dissipation ）が比較的小さいという点で有利である。非活性時間間隔において、通常、各活 性化の中断の間にステータコイルを短絡する。ステータコイルに蓄積されたエネ ルギにより、短絡電流がステータコイルを介して流れ、ステータコイルには、か なり 熱い散逸が生じる。これは、整流の間に、磁気エネルギが一方のステータコイル から他方のステータコイルに伝送される間の整流に対しては、相反するものであ る。 ブラシレス直流モータの簡略化のために注目すべき実施例は、結合と分離を同 時に実現する手段が、各々が活性化状態である状態である種々の状態を提供可能 とする状態記憶装置を有することを特徴とする。この手段において、整流手段は 、ステータ巻線を結合及び分離を実現する制御可能なスイッチと、状態記憶装置 の状態に応じて解放状態及び導通状態への切換を提供する手段と、所定のロータ 位置の検出に応じて状態記憶装置の状態に適応する手段とを有し、この手段にお いて、遅延手段が状態記憶装置の状態に適応する遅延により結合動作を遅延させ るための遅延手段が配置されることを特徴とする。 ブラシレス直流モータの他の実施例は、所定のロータ位置の検出に対応する端 安定マルチバイブレータを有し、マルチバイブレータの出力がダイオードを介し て適応信号を受信するため、状態記憶装置の制御入力に結合されることを特徴と する。 ブラシレス直流モータの他の実施例は、一方の遅延手段のマルチバイブレータ の出力が、ダイオードを介して、他の遅延手段のマルチバイブレータの入力に結 合されることを特徴とする。簡単な手段では、上述の実施例は、モータの速度の 制限画より明確に規定されるように、既に述べられた累積遅延を得るための改良 が可能である。 図面の簡単な説明 第１図は本発明によるモータの実施例を示す図である。第２図及び１０はロー タ位置に対応させて描いた検出信号を示す図で、この検出信号は本発明によるモ ータの２つの異なる実施例におけるロータ位置検出により得られる。第３図、７ 、９及び１２は本発明によるモータにおいて使用されるべき回路構成を示す図で ある。第４図、５、８及び１３は本発明によるモータの実施例において生じる複 数の信号を時間を追って描いた図である。第６図は本発明によるモータで使用さ れるべき磁気回路の実施例を示した図である。第１４図は本発明によるモータに おける機械的負荷に対する回転速度について描いた図である。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、本発明によるブラシレス直流モータ１の実施例を示す図である。こ のブラシレス直流モータ１は、２つのステータコイル２、３を持つステータを有 する。ステータコイル２、３の励磁の結果、所定の繰り返しパターンにより、ス テータに関連して回転可能な永久磁石ロータ４のトルクを与える種々の磁界が発 生される。磁界により生じるトルクが常に同一方向に加えられると、励磁された ステータコイルから次のずれたコイルへの活性化の切替え（整流）が所定のロー タ位置（以後、整流位置と呼ぶ）で実施される。この整流位置の検出のため、ブ ラシレス直流モータ１は、位置検出器５を有する。この位置検出器５は、一般的 な形式のもので良く、例えば、永久磁石ロータ４により発生される磁界に作用さ れるように配置されたホールセンサ（Hall sensor）と呼ばれるセンサを有する 。位置検出器５は、整流位置が検出される瞬間を示す検出信号Vdを生成する。更 にブラシレス直流モータは、検出信号Vdにより示される整流位置の検出に対応し 、所定の繰り返し順序でステータコイル２，３を電源に結合しそして電源から分 離するための整流回路６を含む。この電源は端子８，９に結合されている。 電源は、略々一定の電圧を発生する直流電源７を望ましくは有する。このよう な直流電源は、例えば、交流電圧源の商用電圧を整流する一般的な直流整流回路 を有するであろう。基本的に、電源は、実質的に負荷に影響されない直流電流を 生成する直流電流源を有しても良い。 第２図に、ロータ位置Phiに対応させて検出信号Vdを描いた図を示す。値Phi＝ ０°，180°は、ロータ位置に対応する。これらの位置では、最小化される磁界 において、ロータ位置に依存する変化が、ステータコイル２，３の永久磁石ロー タ４により発生される。これら位置は更に、中立ロータ位置として参照される。 モータの低い回転の用の整流は、この中立ロータ位置で実施される。高速回転の 場合、整流が中立ロータ位置で実施されるため、直流モータの力が急激に低下す る。これらの速度について、整流位置の中立ロータ位置に対する前進によって、 モータの力（発生される力）が上昇される。第２図において、中立位置は、Phi ＝０°，180°に存在する。整流位置は、間隔θ上の中立位置に対して前進され る。信号Vdにおける信号レベル変位は、整流位置Phi＝−θ，180-θで示す。 整流回路６は、切換ユニット１０を有する。この切替えユニット１０を介して 、端子９は、ステータコイル２の結合ポイント１２及びステータコイル３の結合 ポイント１３に結合されている。ステータコイル２の結合ポイント１４及びステ ータコイル３の結合ポイント１５は、端子８に結合されている。切換ユニット１ ０は、通常動作中、検出信号Vdの信号レベルに応じて、ステータコイル２の結合 ポイント１２またはステータコイル３の結合ポイント１３を端子９に結合する形 式のユニットである。第２図は、ロータ位置の関数として回路１０により発生さ れるステータコイル２，３の電圧Ｖ1，Ｖ2を図解した図である。 中立ロータ位置では動作しないが、中立ロータ位置に対して先行する（モータ の回転方向に対して）整流位置では動作する上述の整流の形式を、今後、前置整 流と称するであろう。上述のように、前置整流は、高速でモータの力を増大させ る。これは、無負荷状態において、モータの速度が、前置整流の無いモータの速 度よりもかなり速い速度に到達できることを意味する。このような非常に速い無 負荷回転は、モータの機械的構造上の厳格な要求をもたらす。 高速回転で多くの力を生み出す直流モータを使用するアイスクリーム製造装置 及びミキサ等の家庭用品の分野において、直流モータは、無負荷状態における動 作をたびたび発生する場合、無負荷時の回転速度を制限するために、予防的な手 段を提供すること望ましい。無負荷時の速度を制限するため、本発明による直流 モータは、新たに検出した整流位置の前方に後に所定の間隔として存在する整流 位置の検出によって経過する所定の遅延期間までに次の整流位置の新たな検出結 果に対応する次のステータコイルの結合を遅延するための回路機構を有する。 第３図は、回路機構１１及び切換ユニット１０として実現可能な実施例の概略 を示す。切換ユニット１０の実施例において示された検出信号Vdは、電圧制御型 スイッチ２１の制御入力に制御信号として供給される。このスイッチ２１は、端 子ｋ９とステータコイル２の接続ポイント１２との間に配置される。検出信号Vd は、反転回路２２により反転される。反転された検出信号Vd′は、抵抗２３を介 して電圧制御型スイッチ２４の制御入力に制御信号として供給されることにより 得られる。電圧制御型スイッチは、しかしながら、FET形式のトランジスタによ って形成されてもよい。更に、切換を反復する形式のスイッチが、同様に使用さ れ てもよい。 この回路機構１１は、遅延期間trの長さの時間間隔の間に低電圧レベルから高 電圧レベルに変化する入力信号に応じて低電圧レベルの出力信号を生成する形式 の第１単安定マルチバイブレータ２５及び第２反安定マルチバイブレータ２６を 有する。この遅延期間tr経過後、出力信号が高電圧レベルになる。検出信号Vdは 入力信号として単安定マルチバイブレータ２５に供給される。このマルチバイブ レータ２５の出力信号は、ダイオード２７を介して抵抗２３とスイッチ２４の制 御入力との結合点２８に供給される。ダイオード２７のカソードはこの場合、マ ルチバイブレータ２５に結合され、アノードは結合点２８に結合される。反転検 出信号Vd′は、入力信号として単安定マルチバイブレータ２６に供給される。こ のマルチバイブレータ２６の出力信号は、ダイオード２９を介して、抵抗２０と スイッチ２１の制御入力との結合点３０に供給される。ダイオード２９のカソー ドはこの場合、マルチバイブレータ２６に結合され、アノードは結合点３０に結 合される。 第３図に示した回路機構の動作は、第４図及び第５図を参照して以後説明する 。 第４図に回転速度が上限速度よりも低い場合について、時間ｔの関数である検 出信号Vd、単安定マルチバイブレータ２５の出力信号Vm1、単安定マルチバイブ レータ２６の出力信号Vm2、スイッチ２１の制御入力における電圧Vs1、そしてス イッチ２４における制御入力の電圧Vs2の波形を示す。時刻t1において、検出信 号Vdの信号レベルは、マルチバイブレータ２５の出力信号Vm1が、遅延時間期間t rの長さを持つ期間、低レベルを維持する結果として、低レベルからハイレベル に変換される。時刻t2において、信号Vm1のレベルが再びハイレベルになると、 検出信号Vdのレベルは、ハイレベルからローレベルに変化する。即ち、反転検出 信号Vd1の信号レベルが、ローレベルからハイレベルに変化する。この結果、制 御信号Vs1の電圧レベルが、ハイレベルからローレベルに変化し、スイッチ２１ が解放状態になる。言い換えれば、ステータコイル２が直流電圧源７から解放さ れる。信号Vm1の電圧レベルが既にハイレベルにあることにより、制御信号Vs2の 信号レベルが反転検出信号Vd′の信号レベルの変化に応じて低レベルからハイレ ベルに変化し、スイッチ２４が導電状態になる結果をもたらす。言い換えると、 ステータコイル３は、反転検出信号Vd′の信号レベルが低レベルからハイレベル に変化す ることに応じて、直流電圧源７に結合される。同様に、時刻t3において、検出信 号Vdの信号レベルがローレベルからハイレベルに変化することに応じて、ステー タコイル３が直流電圧源から解放され、同時に、ステータコイル２が再び電圧源 ７に結合される。 第４図から理解できるように、単安定マルチバイブレータ２５，２６の出力信 号Vm1，Vm2は、検出信号の信号レベルの連続的な変化の間の時間差が遅延時間tr を延ばす限りは、整流においては、いかなる影響もおよぼさない。 第５図は、検出信号の信号レベルの連続する変化の間の時間差が遅延期間trよ りも短い場合について、第４図と同様の信号を示す。第５図に示された検出信号 Vdにおいて、時刻t1においてローレベルからハイレベルに変化する信号レベルが 存在する。時刻t2において、検出信号Vdの信号レベルが再びローレベルになると 、単安定マルチバイブレータ２５の出力信号Vm1の信号レベルが、ハイ信号レベ ルにまだ戻っていない場合、結果として、スイッチ２４用の制御信号Vs2の信号 レベルが、出力信号Vm1の信号レベルが再びハイレベルに戻るまで、ダイオード ２７による出力信号Vm1が、ロー信号レベルに保持される。これは、時刻t1に対 して遅延期間trの長さに対応する期間経過した時刻t3に実施される。言い換えれ ば、制御信号Vs2の信号レベルの変化が、時刻t1から遅延期間trに長さを持つ期 間経過するまで遅延される。この時刻t1は、時刻t2において検出された整流位置 の前方における所定の間隔（この場合180°）が存在する整流位置の検出時刻を 表す。 同様に、時刻t4経過後に実施する検出信号の信号レベルの変化後、制御信号Vs 1の信号レベルの変化が、時刻t2から遅延期間trが経過するのに要する期間遅延 される。ステータコイル間の分離は、単安定マルチバイブレータの出力信号Vm1 ，Vm2によっては作用されない。制御信号Vs1，Vs2のレベル上昇の二重作用は存 在する。 第１に、制御信号レベル上昇の遅延の結果、活性化されるべき次のステータコ イルの結合は、前置整流に続く整流位置よりも後方（回転方向において）にずれ た整流位置で実施する。このずれは、モータの消費電力の削減をもたらす。 第２に、連続する活性ステータコイルの間には、常に、モータ消費電力の削減 を導く非活性時間間隔が存在する。この２つの作用は、限界速度を超える事態の 場合には、検出信号の信号レベルの連続的な変化の時間間隔が遅延時間trよりも 短くなり、モータの消費電力の削減され、この結果、モータ速度が制限される。 活性化されたステータコイルが分離された後、このステータコイルに蓄積された 磁気エネルギが減少される。通常、分離されたステータコイルは、この場合例え ばフリーホイーリングダイオード（freewheeling diode）と呼ばれる素子を介し て短絡される。しかしながら、この件に関して、ステータコイルは、付随する短 絡電流により非常に加熱されるという欠点がある。 ステータコイルにおいて、熱放散が非常に損なわれる整流方法は、ステータコ イルが磁気的に結合されかつ、活性化されたステータコイルの分離と次のステー タコイルの結合との間に生じる非活性時間の間隔が無い方法である。この場合、 整流の間、分離ステータコイル中の磁気エネルギは、この分離ステータコイルと 磁気結合されたステータコイルに伝達される。この場合の要件は、しかしながら 、直流電圧源に対する次のステータコイルの結合を活性化したステータコイルの 分離と略々同時に実施することである。 無負荷速度が限定されても同時に分離と結合のための対策が講じられる本発明 による直流モータの実施例の前に、初めに、略々完全な磁気結合をステータコイ ルの間で生じる直流モータの磁気回路の実施例を第６図を参照して説明する。こ の磁気回路は、磁気導体材料の略々Ｕ字型のステータを有する。ステータ６０の リブ６１，６２の端部は、ロータが回転可能な状態で配置される略々円筒状の領 域を有する。二重巻線が、ステータ６０のリブ６１，６２に巻かれている。二重 巻線の第１ワイヤ６３が形成する巻線は、ステータコイル２を形成し、第２ワイ ヤ６４が形成する巻線は、ステータコイル３を形成する。ワイヤ６３で形成され たステータコイル２は、スイッチ２４と端子８との間に存在するワイヤ６３によ り形成される。ステータコイル３は、スイッチ２１と端子９との間に存在するワ イヤ６４により形成される。これらステータコイルの結合は閉ざされたスイッチ （活性状態で）なので、ステータコイル２，３によりステータ中に発生される磁 束が相反する。第６図に示された磁気回路の実施例は、ステータコイル２，３の 間に実質的な磁気結合が存在するという利点をもたらす。ステータコイルの間に 略々完全な磁気結合について第６図に示された実施例が望ましくても、磁気結合 がステータコイルの間に生じる他の磁気回路においても可能であるということに 注意されたい。 第７図は、切換ユニット１０と回路機構１１との組合せに係る他の実施例を示 す。この実施例は、ステータコイルの磁気結合が存在するブラシレス直流モータ における使用に非常に適する。第７図において、第３図に示された回路素子に対 応する回路素子は同一の参照番号が付されている。 第７図に示された切換ユニットは、結合されたステータコイルの分離と次のス テータコイルの結合の各々を略々同時に実施する手段を有する。この手段は、活 性状態に対応する個々の状態について、複数の異なる状態をもたらすことができ る状態記憶手段を有する。第７図に示された実施例において、状態記憶手段は、 RSフリップフロップ回路７０で形成されている。このRSフリップフロップ回路７ ０は、別途変化する信号レベルに応じて、セット入力をローレベルからハイレベ ルに設定することによりセットされ、リセット入力をローレベルからハイレベル に設定することによりリセットされる一般的な形式のものである。フリップフロ ップ回路７０のセット入力Ｓは、結合点２８に結合される。リセット入力Ｒは、 結合点３０に結合される。フリップフロップ回路７０は、それぞれ反転関係にあ りかつ、フリップフロップ回路がセットまたはリセットされるのかを示す二つの 出力信号を供給する二つの出力を有する。フリップフロップ回路７０の出力信号 は、スイッチ２１，２４の制御信号Vs1，Vs2として作用し、この結果、スイッチ ２１，２４は、フリップフロップ７０の状態（セットまたはリセット）に応じた 遮断または導通状態をもたらす。スイッチ２１，２４の制御信号が常に反転関係 にあるため、直流電流源７からの或るステータコイルの分離と、直流電流源７へ の他のステータコイルの結合を同時に実施できる。 説明のため、第７図に示した実施例で生じかつ、速度を制限して動作させる場 合において、時間の経過と共に表した信号Vd，Vm1，Vm2，Vs1，Vs2を第８図に示 す。遅延期間trは、この場合、検出信号Vdの信号レベルの２つの連続する変化の 間隔を越え、結果として整流の時期が、モータの電力が削減され、結果として回 転速度の更なる上昇が回避されるという事態を招くまで遅延される。 上述の本発明は、二相モータとして説明した。当業者にとって、本発明を三相 またはそれ以上の相のステータコイルを有する直流モータに確実に適用すること ができるであろう。第９図は三つのステータコイル80a，80b，80cを含むブラシ レスモータの実施例を示す図である。位置検出器８１が、相互に120°ずれた３ つの 連続する整流位置を検出する。三つの整流位置はロータ位置であり、このロータ 位置では、通常動作の間、独立した時期に次なるステータコイル８０が直流電圧 源８２に結合される。位置検出器８１は、三つの検出信号Vd1，Vd2，Vd3を生成 する通常の形式の検出器である。この検出器では、整流位置が位置検出器８１に より検出される場合、信号のローレベルからハイレベルへの変化が示される。第 １０図は、ロータ位置に対応させて検出信号Vd1，Vd2，Vd3を描いた図である。 これら検出信号Vd1，Vd2，Vd3は、それぞれ、抵抗83a，83b，83cを介して電圧制 御スイッチ84a，84b，84cに供給される。直流電圧源８２へのステータコイル80a の結合を遅らせるため、モータは、入力が検出信号Vd3に供給され、出力がダイ オード86aを介して抵抗83aとスイッチ84aの制御入力との結合点に供給される単 安定マルチバイブレータ85aを有する。検出信号Vd3は、検出信号Vd1により示さ れる整流位置の120°前方に位置される整流位置の検出を示す。第３図及び第５ を参照して説明した方法と同様の方法で、ステータコイル80aの結合が、検出信 号Vd3の最後のローレベルからはいレベルへの変化に基づく遅延期間trの経過に 対応する期間遅延される。同様に、単安定マルチバイブレータ85b，85c及びダイ オード86b，86cの補助によって、ステータコイル80b，80cの結合が遅延される。 第１１図は、第１０図に示した実施例の変形例を示す図である。この変形例は 、セット入力Ｓ及びリセット入力Ｒが抵抗８３とダイオード８６の結合点に結合 された三個のRSフリップフロップ90a，90b，90cで形成される状態記憶素子を有 する。この状態記憶素子の使用によって、第７図に示された方法と同様に、結合 されたステータコイルの分離と次のステータコイルの結合を略々同時に実施する という活性化がなされる。 第１２図は、回路機構１１用に可能な他の実施例を示す図である。検出信号Vd は、抵抗101を介して入力信号として単安定マルチバイブレータ２５に供給され る。単安定マルチバイブレータ２５の出力信号は、単安定マルチバイブレータ２ ６の入力にダイオード103を介して供給される。反転検出信号Vd′は、抵抗102を 介して入力信号として単安定マルチバイブレータ２６に供給される。単安定マル チバイブレータ２６の出力信号は、ダイオード104を介して単安定マルチバイブ レータ２５の入力に供給される。ここでは、抵抗101，102は、信号Vd，Vd′の直 接的な短絡回路の提供に役立つ。第３図に示された回路機構の動作は、第４図及 び第１ ３図を参照して以下に説明する。 第４図は、回転速度が限界速度よりも低く、そして時間ｔの関数として検出信 号Vd、単安定マルチバイブレータ２５の出力信号Vm1，単安定マルチバイブレー タ２６の出力信号Vm2、スイッチ２１の制御信号入力における電圧Vs1、そしてス イッチ２４の制御入力における電圧Vs2が時間ｔの関数である場合について示し た図である。ゆえに、モータの回転速度が限界速度よりも低い場合、第３図と第 １２図の回路の動作上の差は存在しない。 第１３図は、検出信号の信号レベルの連続的な変化の間の時間差が遅延時間tr の近辺で変化する場合の第４図と同様の信号を示す図である。第１３図に示され た検出信号Vdにおいて、時刻t2においてハイレベルからローレベルに変化する信 号レベルが縦続する時刻t1において、ローレベルからハイレベルに変化する信号 レベルが存在する。この時刻t2では、単安定マルチバイブレータ２５の出力信号 Vm1の信号レベルがハイレベルの信号にはまだ戻らず、この結果、スイッチ２４ 用の制御信号Vs2の信号レベルが、信号Vm1のレベルが再びハイレベルになるまで に、ダイオード２７により、ローレベルの出力信号Vm1により保持される。これ は、遅延時間trの長さに対応する期間による時刻t1に対応してずらされる時刻t3 において実施する。言い換えれば、制御信号Vs2の信号レベルの変化に対しては 、時刻t1から遅延時間trの長さが有する期間が経過するまでの時刻tr-td1(td1-t 2-t1)の遅延がなされる。この時刻t1は、時刻t2において検出した整流位置の前 方の所望の間隔（ここでは180°）整流位置に存在する検出時刻を示す。 時刻t4で実施される検出信号Vdの信号レベルの変化の後、制御信号Vs1の信号 レベルの変化は、時刻t3（第３図の実施例では時刻t2）から始まり、遅延時間tr に対応する期間が経過する時刻t5まで遅延される。これは、マルチバイブレータ ２６がマルチバイブレータ２５の出力がハイ信号レベルに戻った後にのみトリガ 可能なためである。言い換えれば、制御信号Vs1の信号レベルの変化は、時刻t1 の後の期間(tr-td1)+(tr-td2)（ここでtd2=t4-t2）遅延される。ゆえに、マルチ バイブレータの結合に起因する相乗作用が存在する。回転速度の更なる上昇は、 遅延が累積事に起因して避けられる。期間trよりも長い期間td1，Td2等と同様の 長さに相乗して上昇する遅延時間に帰結する。これは、モータの回転速度が上述 の値に実際限定されるように、モータの回転速度がこの値である場合モータの電 力が 非常に急激に減少する。 第１４図に、モータの機械的負荷P1stの関数として本発明に係るモータの速度 ｎを描いた図を示す。参照番号111は、第３図の実施例に存在した速度の変化で ある。負荷P1stを減少すると、速度ｎは、限界速度nbに至るまで上昇する。負荷 を減少すると、速度の限定が制御可能となり、次のステータコイルに結合される 瞬間のずれの結果、モータの電力が削減されそして速度がnbと2nbの間に限定さ れる。 参照番号112は、第１２図の実施例に存在した速度の変化を示す。負荷P1stを 減少させると、速度は、限界速度nbに至るまで上昇する。負荷の減少によって、 速度の限定が制御可能となり、この結果、次のステータコイルが結合される時刻 の累積的なずれとして、モータの電力が限界速度nbに対応する速度まで削減され る。 第１４図に、速度限定の事前注意が実施されない場合の速度変化を破線で示す 。遅延期間trを設定することにより、限界速度nbを設定できる。第３図及び第１ ２図に示された実施例の場合のように、単安定マルチバイブレータが使用される 場合、遅延期間trは、出力信号のレベルの所望の低下期間を制御する抵抗の抵抗 値の設定により容易に設定できる。この低下は検出信号Vdの信号レベルの変化に 応じて発生される。ポテンショメータ３１，３２は、この抵抗の設定に使用でき る。このポテンショメータは、単安定マルチバイブレータ２５，２６に結合され 、そのスライダが、機械的に結合される。 実施例を参照して説明された上述のような本発明では、整流回路がハードワイ ヤ回路（hard-wired circuit）と呼ばれる回路により形成される。本発明による モータは、種々のステータコイルが分離及び結合が規定される瞬間が、例えば適 切な制御プログラムで駆動されるマイクロプロセッサの形でプログラム制御回路 と呼ばれるものにより規定される整流回路を有する形で製造可能であることに注 意されたい。 最後に、このようなモータでは、無負荷速度を非常に高い値に設定可能である ため、事前整流との組合せが特に適することに注意されたい。しかしながら、本 発明は、事前整流が使用されないモータに適用することもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも二個のステータコイルを持つステータと、 前記ステータに対応して配置されかつ回転可能なロータと、 所定のロータ位置を検出する位置検出手段と、 電力源に対して、所定の繰り返し順序で、前記ステータコイルの分離及び結合 を実施する電気整流手段とを有するブラシレス直流モータにおいて、 前記整流手段が、それぞれが直近に検出した前記ロータ位置の前方の所定の間 隔内に位置するロータ位置の検出後であってかつ、所定の遅延期間が経過するま でに、所定のロータ位置の次のロータ位置に係る新たな検出に対応して、次のス テータコイルの結合を遅延する少なくとも２個の遅延手段を有することを特徴と するブラシレス直流モータ。 ２．請求項１に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記遅延期間が直近に検出した前記ロータ位置の前方の前記所定の間隔内に位 置する前記ロータ位置の検出時に開始されることを特徴とするブラシレス直流モ ータ。 ３．請求項１に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記遅延期間は、他の遅延手段の当該遅延期間が経過した後の、直近に検出し た前記ロータ位置の前方の前記所定の間隔内に位置する前記ロータ位置の検出に 対応して開始されることを特徴とするブラシレス直流モータ。 ４．請求項１乃至３の何れか一項に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記各ステータコイルが磁気的に結合され、 前記整流回路が、結合されたステータコイルの分離と、次のステータコイルの 結合を略々同時に実施する手段を有することを特徴とするブラシレス直流モータ 。 ５．請求項４に記載のブラシレス直流モータにおいて、 結合と分離を同時に実現する前記手段が、各々が活性状態にある種々の状態の 提供が可能な状態記憶装置を有し、 前記整流手段が、ステータ巻線の結合及び分離を制御可能なスイッチと、前記 状態記憶装置の状態に依存して、当該スイッチの解放状態または導通状態への切 換を提供する手段と、所定のロータ位置の検出に応じて前記状態記憶装置の状態 を適応させる手段とを有し、 前記遅延手段が、前記記憶装置の状態の適応を遅延させて、前記結合動作を遅 延させるために設けられたことを特徴とするブラシレス直流モータ。 ６．請求項５に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記適応手段が、前記状態記憶装置の状態の適応に作用する前記ロータ位置の 検出に基づく適応信号を駆動する手段を有し、 前記遅延手段が、直近に検出した前記ロータ位置の前方の所定の間隔内に存在 する前記ロータ位置の検出に従う所定の遅延期間用の前記適応信号を抑制するよ うに配置されることを特徴とするブラシレス直流モータ。 ７．請求項６に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記信号抑制手段が、前記所定のロータ位置の検出に応答する単安定マルチバ イブレータを有し、 前記マルチバイブレータの出力が、ダイオードを介して、前記状態記憶装置の 前記適応信号を受信する制御入力に結合されていることを特徴とするブラシレス 直流モータ。 ８．請求項３または７に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記一方の遅延手段のマルチバイブレータの出力が、ダイオードを介して前記 他の遅延手段のマルチバイブレータの入力に結合されることを特徴とするブラシ レス直流モータ。 ９．請求項１乃至８の何れか一項に記載のブラシレス直流モータにおいて、 前記所定の遅延期間を設定するために設定手段が設けられることを特徴とする ブラシレス直流モータ。