JPH10201290A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一組の回転位置信号手段を用いて、正トルク
・逆トルクの発生時ともに最大トルクを実現する突極性
を有するブラシレスモータを提供する。 【解決手段】 第１のタイミング信号作成手段は回転位
置信号と所定のしきい値との比較結果を第１のタイミン
グ信号とし、第２のタイミング信号作成手段は２つ以上
の回転位置信号を違った重みをそれぞれに付けて加算
し、その加算結果と所定のしきい値との比較結果を第２
のタイミング信号とし、電流指令作成手段は正トルク発
生時に第１のタイミング信号に基づき前記電流指令を作
成し、逆トルク発生時に第２のタイミング信号に基づき
電流指令を作成して、駆動手段はその電流指令に基づき
駆動巻線に電力を供給する。

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、
特に正転方向と逆転方向のトルクを発生し、突極構造を
有するブラシレスモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】機械的な転流機構を持たないブラシレス
モータは、ロータの回転位置を検知し、駆動巻線に流れ
る電流を電気的に転流して、ロータを所定の方向に回転
させるよう構成されている。また、永久磁石をロータヨ
ークの内部に埋め込んだ突極構造を有するブラシレスモ
ータは、永久磁石によるトルク（マグネットトルク）だ
けでなく、インダクタンスの差によるトルク（リラクタ
ンストルク）をも利用できるため、回転効率が高い構造
を有している。以下、従来のブラシレスモータを示す２
つの従来の技術を説明する。

【０００３】［突極構造を有するブラシレスモータの特
徴］図３０は突極構造を有する従来のブラシレスモータ
のロータの一例を示す断面図である。図３０に示すよう
に、ロータ１０は、シャフト１１に取り付けられたロー
タヨーク１２と、このロータヨーク１２に埋め込まれた
複数の永久磁石１３とを具備している。ロータヨーク１
２は、円柱状の強磁性の部材、好ましくは電磁鋼板積層
品から構成されている。４つの永久磁石１３は４極の磁
極を形成している。図３０に示すように、永久磁石１３
による磁界（界磁）の方向がｄ軸であり、図３０のｑ軸
はｄ軸と電気角において９０°ずれている。ｄ軸とｑ軸
は電気角で９０゜ずれているが、ロータ１０は４極であ
るため、機械角で４５゜（機械角＝２・電気角／ｐ：こ
こに、ｐは極数）ずれている。ロータ１０において、図
３０において一点鎖線で示すｑ軸方向の磁束は、ロータ
ヨーク１２の内部のみを通り、点線で示すｄ軸方向の磁
束は透磁率が小さい永久磁石１３の内部を通る。このよ
うに、ｑ軸方向の磁束は、透磁率が大きいロータヨーク
１２の内部のみを通るため、通りやすく、ｑ軸インダク
タンスＬｑは大きい。一方、ｄ軸方向の磁束は透磁率が
小さい永久磁石１３の内部を通るため、ｑ軸方向に比べ
通りにくく、ｄ軸インダクタンスＬｄは小さい。このよ
うに、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスが異な
ることを突極性を有するといい、特に、ｑ軸インダクタ
ンスがｄ軸インダクタンスより大きい（Ｌｑ＞Ｌｄ）こ
とを逆突極性を有するという。また、ｑ軸は、界磁によ
り駆動巻線に誘起される逆起電圧と同じ向きであり、ｄ
軸の向きに電流を加えると電流位相が進む。図３１はｄ
軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、及び電流位相の関係図であ
る。以後、図３１のように、電流の大きさをＩ、ｄ軸の
向きに流れる電流成分をｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸の向きに流
れる電流成分をｑ軸電流Ｉｑ、電流位相をβで表す。駆
動巻線に電流を流すと、下記式１に示すトルクＴが発生
する。なお、式１において、Ψは磁束鎖交数を示す。

【０００４】

【数１】

【０００５】逆突極性を有する（Ｌｑ＞Ｌｄ）ブラシレ
スモータにおいては、式１の第１項は電流位相β＝０゜
のとき最大となり、β＝９０゜のときゼロとなる。ま
た、式１の第２項は、β＝４５゜のとき最大となり、β
＝０゜と９０゜のときゼロとなる。図３２は、トルクＴ
と電流位相βとの関係を示したグラフである。図３２に
示すように、式１における最大トルクＴ０は、β＝０゜
から４５゜の間のある値（β０゜）において実現する。
このように、逆突極性を有するブラシレスモータにおい
て、電流位相βを若干進めて最大トルクＴ０を実現す
る。

【０００６】［ＣＳ信号の特徴］図３３は、従来のブラ
シレスモータにおけるＣＳ信号（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳ
Ｗ）の波形図である。図３３に示すようなデューティー
が５０％で互いに電気角で１２０゜ずれたＣＳ信号（コ
ミュテーションシグナル：Commutation Signal）に基づ
き電流指令を作成した。このＣＳ信号は、電気角６０゜
おきに組み合わせが変わるため、電気角６０゜の分解能
を持つ。

【０００７】［正転時にのみ最大トルクを発生する従来
例］正逆転可能な突極性を有する従来のブラシレスモー
タの制御方法として、特開平２−２６６８５７号公報に
開示されたものが知られている。以下、その従来のブラ
シレスモータの制御方法について具体的に説明する。図
３４は従来のブラシレスモータを示す回路構成図であ
る。図３４において、回転位置検出円盤２０はその外周
面にロータ１０と同様の極数の着磁がなされている。こ
の回転位置検出円盤２０はロータ１０の回転軸と一致す
るようにロータ１０に取り付けられている。、回転位置
検出円盤２０の外周面に対向して電気角で１２０゜づつ
離れて配置された回転位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２
１ｃと正転逆転指令手段１２２が電流指令作成手段１２
３に接続されている。電流指令作成手段１２３は駆動手
段２４に接続されており、駆動手段２４はＹ結線された
駆動巻線１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗに接続されている。

【０００８】駆動手段２４は、スイッチング手段３１
と、上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと、
上側ダイオード３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗと、下側駆動ト
ランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗと、下側ダイオード
３５Ｕ、３５Ｖ、３５Ｗと、他端が接地された電流検出
用抵抗３６とから構成されている。上側駆動トランジス
タ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと下側駆動トランジスタ３３
Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗは、ＮＰＮ型トランジスタである。
上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、各ベ
ースがスイッチング手段３１に接続されている。上側駆
動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗの各コレクタは
電源と上側ダイオード３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのカソー
ドに接続されており、また、各エミッタは上側ダイオー
ド３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのアノードと駆動巻線１５
Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗに接続されている。下側駆動トラン
ジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗは、各ベースがスイッチ
ング手段３１に接続されている。下側駆動トランジスタ
３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗの各コレクタは、駆動巻線１５
Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗと下側ダイオード３５Ｕ、３５Ｖ、
３５Ｗのカソードに接続されており、また、各エミッタ
は下側ダイオード３５Ｕ、３５Ｖ、３５Ｗのアノードと
電流検出用抵抗３６の一端とスイッチング手段３１に接
続されている。

【０００９】図３５は、従来のブラシレスモータにおけ
る回転位置検出におけるＣＳ信号を作成する回路構成図
である。図３５のように、回転位置検出円盤２０が発生
する磁束に感応するホール素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃ
（図３４参照）により構成された回転位置信号手段２１
の出力は、ローパス型又はバンドパス型の増幅回路１２
５により振幅増幅され、整形回路１２６によってデュー
ティーが５０％で矩形波状のＣＳ信号（ＣＳＵ、ＣＳ
Ｖ、ＣＳＷ）に波形整形される。図３６は、従来のブラ
シレスモータにおける各相の逆起電圧とＣＳ信号の波形
図である。図３６に示すように、ＣＳ信号のＣＳＵが正
転時に界磁により駆動巻線１５Ｕに誘起される逆起電圧
に比べ回転方向に対して（β０−３０）゜進むように回
転位置信号手段２１のホール素子２１ａを取り付け、他
のホール素子２１ｂ、２１ｃをそれぞれ１２０゜づつ遅
らせて取り付ける。このように回転位置信号手段を配置
すると、各相とも逆起電圧に比べＣＳ信号が（β０−３
０）゜進み、ＣＳ信号はＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷの順に
１２０゜づつ遅れる。ここで、β０は前述の図３２に示
したように、最大トルクＴ０を実現する電流位相であ
る。

【００１０】図３４において、正転逆転指令手段１２２
の出力が正転のとき、電流指令作成手段１２３は回転位
置信号であるＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷの組み合わせに基
づき、空転時の逆起電圧よりβ０゜だけ位相が進んだ電
流指令ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊を作成し、駆動手段２４
へ出力する。図３７は従来のブラシレスモータにおける
ＣＳ信号と電流指令の波形図の具体例である。図３７に
おいて、区間１のように、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）
＝（１、０、１）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）
＝（１、−１、０）とする。ここで、電流指令が１とは
上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗを通電
し、下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗを通
電しないことをいう。電流指令が０とは上側駆動トラン
ジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと下側駆動トランジスタ
３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗともに通電しないことをいう。
また、電流指令が−１とは上側駆動トランジスタ３２
Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗを通電せず、下側駆動トランジスタ
３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗを通電することを示す。また、
図３７において、区間２の場合、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、Ｃ
ＳＷ）＝（１、０、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉ
ｗ＊）＝（１、０、−１）とする。区間３の場合、（Ｃ
ＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（１、１、０）のとき、（ｉ
ｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（０、１、−１）とする。区
間４の場合、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（０、１、
０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（−１、
１、０）とする。区間５の場合、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、Ｃ
ＳＷ）＝（０、１、１）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉ
ｗ＊）＝（−１、０、１）とする。そして、区間６の場
合、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（０、０、１）のと
き、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（０、−１、１）と
する。

【００１１】駆動回路２４におけるスイッチング手段３
１は、電流検出用抵抗３６にかかる電圧が所定値以下の
とき、電流指令（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）に従い、上
側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと下側駆動
トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗの各ベース電流を
制御する。このように、上側駆動トランジスタ３２Ｕ、
３２Ｖ、３２Ｗと下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３
Ｖ、３３Ｗは、スイッチング手段３１により通電・非通
電の制御がされ、駆動巻線１５に対する電力供給の制御
をする。一方、電流検出用抵抗３６にかかる電圧が所定
以上のとき、全ての上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２
Ｖ、３２Ｗと全ての下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３
Ｖ、３３Ｗとを非通電とし、駆動巻線１５への電力の供
給を遮断する。電流検出用抵抗３６にかかる電圧値は電
源からグラウンドに流れる電流量に比例し、駆動巻線１
５に流れる電流量はブラシレスモータの発生トルクに比
例する。このため、上記のように通電・非通電制御する
ことにより、駆動巻線１５に流れる電流量を一定に保つ
と、トルクは一定となる。上記のように、正転が指令さ
れたときは駆動巻線１５に電流位相がβ０゜の電流を流
し、最大トルクを出力する。

【００１２】次に、正転逆転指令手段１２２の出力が逆
転指令のときの電流指令について説明する。図３８は、
従来のブラシレスモータにおける電流位相の説明図であ
る。図３８における（ａ）は正転時の電流位相を表し、
（ａ）における黒丸（●）は正転力行時の電流位相（＋
β０）゜のときである。ここでは、電流位相が進んでい
ること正（＋）、遅れていることを負（−）の符号で表
す。図３３のように、ＣＳ信号により電気角１回転は６
つの区間に分けられるため、角度分解能は６０゜（＝３
６０゜／６区間）であり、白丸と黒丸（○及び●）で示
した６０゜おきの電流位相のみを実現する。図３８の
（ｂ）は逆転時の電流位相を表し、（ｂ）における黒丸
（●）は、従来の表面磁石型ブラシレスモータにおいて
なされていたように、電流指令の符号を逆にしたときの
電流位相を示す。正転と逆転では回転の向きが逆になる
ため、電流位相は（−β０）゜となり、前述の式１の第
２項が負となり、このブラシレスモータは大きなトルク
を出力しない。そこで、電流位相を６０゜進め、太線で
表される電流位相を（６０−β０）゜とすることで、式
１の第２項は正となり、このブラシレスモータは大きな
トルクを出力する。

【００１３】具体的には、図３７の区間６のように、
（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（０、０、１）のとき、
（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（１、０、−１）とす
る。ここで、逆転時には区間６、区間５、……の順でＣ
Ｓ信号の組み合わせが現れる。また、区間５のように、
（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（０、１、１）のとき、
（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（１、−１、０）とす
る。区間４のように、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝
（０、１、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝
（０、−１、１）とする。区間３のように、（ＣＳＵ、
ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（１、１、０）のとき、（ｉｕ＊、
ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（−１、０、１）とする。区間２の
ように、（ＣＳＵ、ＣＳＶ、ＣＳＷ）＝（１、０、０）
のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（−１、１、
０）とする。そして、区間１のように、（ＣＳＵ、ＣＳ
Ｖ、ＣＳＷ）＝（１、０、１）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ
＊、ｉｗ＊）＝（０、１、−１）とする。このように、
正転時は電流位相をβ０゜とし、逆転時には電流位相を
（６０−β０）゜とすることで、このブラシレスモータ
は大きなトルクを実現する。

【００１４】［回転位置信号手段を２組用いる従来例］
正転時・逆転時において同じ特性を出力する突極性を有
する従来のブラシレスモータの制御方法として、特開平
３−８６０９３号公報に開示された制御方法が知られて
いる。以下、その制御方法を簡単に説明する。特開平３
−８６０９３号公報に開示された制御方法は、正転用の
回転位置信号手段から正転用のＣＳ信号を作成し、正転
用のＣＳ信号に基づき電流指令を作成する。また、この
制御方法においては、逆転用の回転位置信号手段から逆
転用のＣＳ信号を作成し、逆転用のＣＳ信号に基づき電
流指令を作成する。ここで、正転用の回転位置信号手段
と逆転用の回転位置信号手段とを独立に取り付け、正転
時の電流位相と逆転時の電流位相を独立に設定すること
により、特開平３−８６０９３号公報に開示された制御
方法は、正転時・逆転時ともに最大トルクを実現してい
た。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−２６６８５
７号の公報に開示された従来のブラシレスモータは、正
転時に電流位相をβ０゜とし、逆転時に電流位相を（６
０−β０）゜としていた。したがって、このブラシレス
モータにおいて、β０＝３０゜となるように設計すれ
ば、逆転時の電流位相もβ０゜となり、正転時・逆転時
ともに最大トルクを実現する。しかしながら、例えば、
β０＝４０゜のとき、正転時の電流位相は４０゜とな
り、逆転時の電流位相は２０゜となる。このため、この
ブラシレスモータは逆転時において最大トルクとならな
いという問題があった。一方、特開平３−８６０９３号
公報に開示されたブラシレスモータは、２組の回転位置
信号手段を使用するため、部品点数が多く、それにとも
ないコスト高、信頼性低下、製品サイズ増大の問題点を
有していた。この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、一組の回転位置信号手段
を用いて、正トルク・逆トルク発生時ともに最大トルク
を実現することのできる突極性を有するブラシレスモー
タを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１のブラシレスモータは、Ｐ極（ここ
に、Ｐは２以上の偶数）の界磁部を形成する永久磁石が
配置されたロータと、前記界磁部に鎖交するＫ相（ここ
に、Ｋは２以上の整数）の駆動巻線と、前記ロータの回
転位置に応じて変化する略正弦波状の回転位置信号を出
力する複数の回転位置信号手段と、前記回転位置信号に
基づき前記駆動巻線に流す電流指令を作成する電流指令
作成手段と、前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力
を供給する駆動手段と、を具備し、前記電流指令作成手
段が、前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号
を作成する第１のタイミング信号作成手段と、前記回転
位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成する第２
のタイミング信号作成手段とを具備し、前記第１のタイ
ミング信号作成手段と第２のタイミング信号作成手段の
うちの少なくとも１つのタイミング信号作成手段が、２
つ以上の前記回転位置信号に互いに違った重みをそれぞ
れに付けて加算し、加算結果と所定のしきい値との比較
結果を前記タイミング信号とし、正トルク発生時に前記
第１のタイミング信号に基づき前記電流指令を作成し、
逆トルク発生時に前記第２のタイミング信号に基づき前
記電流指令を作成する突極性を有するものである。

【００１７】第２のブラシレスモータは、Ｐ極（ここ
に、Ｐは２以上の偶数）の界磁部を形成する永久磁石が
配置されたロータと、前記界磁部に鎖交するＫ相（ここ
に、Ｋは２以上の整数）の駆動巻線と、前記ロータの回
転位置に応じて変化する略正弦波状の回転位置信号を出
力する複数の回転位置信号手段と、前記回転位置信号に
基づき前記駆動巻線に流す電流指令を作成する電流指令
作成手段と、前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力
を供給する駆動手段と、を具備し、前記電流指令作成手
段が、前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号
を作成する第１のタイミング信号作成手段と、前記回転
位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成する第２
のタイミング信号作成手段とを具備し、前記第１のタイ
ミング信号作成手段と第２のタイミング信号作成手段の
うちの少なくとも１つのタイミング信号作成手段が、２
つ以上の前記回転位置信号に互いに違った重みをそれぞ
れに付けて加算し、加算結果と加算されない前記回転位
置信号との比較結果を前記タイミング信号とし、正トル
ク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前記電流
指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイミング
信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有するも
のである。

【００１８】第３のブラシレスモータは、Ｐ極（ここ
に、Ｐは２以上の偶数）の界磁部を形成する永久磁石が
配置されたロータと、前記界磁部に鎖交するＫ相（ここ
に、Ｋは２以上の整数）の駆動巻線と、前記ロータの回
転位置に応じて変化する略正弦波状の回転位置信号を出
力する複数の回転位置信号手段と、前記回転位置信号に
基づき前記駆動巻線に流す電流指令を作成する電流指令
作成手段と、前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力
を供給する駆動手段と、を具備し、前記電流指令作成手
段が、前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号
を作成する第１のタイミング信号作成手段と、前記回転
位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成する第２
のタイミング信号作成手段とを具備し、前記第１のタイ
ミング信号作成手段と第２のタイミング信号作成手段の
うちの少なくとも１つのタイミング信号作成手段が、２
つ以上の前記回転位置信号に互いに違った重みをそれぞ
れに付けて加算し、加算結果同士の比較結果を前記タイ
ミング信号とし、正トルク発生時に前記第１のタイミン
グ信号に基づき前記電流指令を作成し、逆トルク発生時
に前記第２のタイミング信号に基づき前記電流指令を作
成する突極性を有するものである。

【００１９】第４のブラシレスモータは、Ｐ極（ここ
に、Ｐは２以上の偶数）の界磁部を形成する永久磁石が
配置されたロータと、前記界磁部に鎖交するＫ相（ここ
に、Ｋは２以上の整数）の駆動巻線と、前記ロータの回
転位置に応じて変化する略正弦波状の回転位置信号を出
力する複数の回転位置信号手段と、前記回転位置信号に
基づき前記駆動巻線に流す電流指令を作成する電流指令
作成手段と、前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力
を供給する駆動手段と、を具備し、前記電流指令作成手
段が、前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号
を作成する第１のタイミング信号作成手段と、前記回転
位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成する第２
のタイミング信号作成手段とを具備し、一方の前記タイ
ミング信号作成手段が、前記回転位置信号と所定のしき
い値との比較結果を前記タイミング信号とし、他方の前
記タイミング信号作成手段が、２つの前記回転位置信号
の比較結果を前記タイミング信号とし、正トルク発生時
に前記第１のタイミング信号に基づき前記電流指令を作
成し、逆トルク発生時に前記第２のタイミング信号に基
づき前記電流指令を作成する突極性を有するものであ
る。

【００２０】第５のブラシレスモータは、Ｐ極（ここ
に、Ｐは２以上の偶数）の界磁部を形成する永久磁石が
配置されたロータと、前記界磁部に鎖交するＫ相（ここ
に、Ｋは２以上の整数）の駆動巻線と、前記ロータの回
転位置に応じて変化する略正弦波状の回転位置信号を出
力する複数の回転位置信号手段と、前記回転位置信号に
基づき前記駆動巻線に流す電流指令を作成する電流指令
作成手段と、前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力
を供給する駆動手段と、を具備し、前記電流指令作成手
段が、前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号
を作成する第１のタイミング信号作成手段と、前記回転
位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成する第２
のタイミング信号作成手段とを具備し、前記第１のタイ
ミング信号作成手段と第２のタイミング信号作成手段の
うちの少なくとも１つのタイミング信号作成手段が、前
記回転位置信号の自乗値を演算し、算出された自乗値に
も基づき前記タイミング信号を作成し、正トルク発生時
に前記第１のタイミング信号に基づき前記電流指令を作
成し、逆トルク発生時に前記第２のタイミング信号に基
づき前記電流指令を作成するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のブラシレスモータ
の好ましい実施の形態について、添付の図面を参照しつ
つ説明する。 《実施の形態１》以下、本発明の第１の実施の形態のブ
ラシレスモータについて添付の図１から図９を参照しつ
つ説明する。図１は第１の実施の形態におけるブラシレ
スモータの断面図である。図１において、ロータ１０
は、シャフト１１に取り付けられ、円柱状の強磁性の部
材、好ましくは電磁鋼板積層品により構成されたロータ
ヨーク１２と、及びロータヨーク１２に埋め込まれた４
つの永久磁石１３とを具備する。第１の実施の形態で
は、永久磁石１３は４極の磁極を形成する。

【００２２】ステータ鉄心１４は、強磁性体、好ましく
は電磁鋼板積層品により構成されている。ステータ鉄心
１４の内側には、等角度間隔（３０゜）もしくは略等角
度間隔の１２個のティース１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１
４ｄ、・・・１４ｋ、１４ｌを有しており、各ティース
１４ａ〜１４ｌの先端はロータ１０の外周面に近接した
位置で対向して配置されている。図１に示すように、各
駆動巻線１５Ｕ１、１５Ｕ２、１５Ｕ３、１５Ｕ４、１
５Ｖ１、１５Ｖ２、１５Ｖ３、１５Ｖ４、１５Ｗ１、１
５Ｗ２、１５Ｗ３、１５Ｗ４は、１つづつずらして、３
個のティースを巻回するように配置されている。駆動巻
線１５Ｕ１、１５Ｕ２、１５Ｕ３、１５Ｕ４は、電流方
向が順次逆になるように直列接続され、Ｕ相の駆動巻線
１５Ｕを形成する。駆動巻線１５Ｖ１、１５Ｖ２、１５
Ｖ３、１５Ｖ４は、電流方向が順次逆になるように直列
接続され、Ｖ相の駆動巻線１５Ｖを形成する。駆動巻線
１５Ｗ１、１５Ｗ２、１５Ｗ３、１５Ｗ４は、電流方向
が順次逆になるように直列接続され、Ｗ相の駆動巻線１
５Ｗを形成する。永久磁石１３の発生磁束はロータヨー
ク１２を通り、ステータ鉄心１４の各ティースに流入
し、各駆動巻線１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗと鎖交する。永
久磁石１３の鎖交磁束に関して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の駆
動巻線間にはそれぞれ電気角で１２０゜の位相差があ
る。なお、第１の実施の形態では、機械角の１８０゜
（２極分の機械角）が電気角の３６０゜に相当する。

【００２３】図２は第１の実施の形態のブラシレスモー
タにおける回路構成を示す図である。図２に示すブラシ
レスモータにおいて、回転位置検出円盤２０がロータ１
０の回転軸と一致するように取り付けられている。回転
位置検出円盤２０は、その外周面にロータ１０と同様の
極数の着磁がなされている。回転位置検出円盤２０の外
周面に対向して配置された磁気センサーである３つの回
転位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられてい
る。回転位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、電気
角で１２０゜づつ離れて配置されている。これらの回転
位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは電流指令作成手
段２３に接続されている。電流指令作成手段２３はトル
ク方向指令手段２２と駆動手段２４に接続されている。
トルク方向指令手段２２は、トルク方向指令信号を出力
するものであり、正トルク発生時にハイレベル（Ｈ）を
作成し、逆トルク発生時にローレベル（Ｌ）を作成し
て、電流指令作成手段２３に出力する。駆動手段２４は
Ｙ結線された駆動巻線１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗに接続さ
れている。

【００２４】駆動手段２４は、スイッチング手段３１
と、上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと、
上側ダイオード３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗと、下側駆動ト
ランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗと、下側ダイオード
３５Ｕ、３５Ｖ、３５Ｗと、他端が接地された電流検出
用抵抗３６とから構成されている。上側駆動トランジス
タ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗと下側駆動トランジスタ３３
Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗは、ＮＰＮ型トランジスタである。
上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、各ベ
ースがスイッチング手段３１に接続されている。上側駆
動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗの各コレクタは
電源と上側ダイオード３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのカソー
ドに接続されており、また、各エミッタは上側ダイオー
ド３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのアノードと駆動巻線１５
Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗに接続されている。下側駆動トラン
ジスタ３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗは、各ベースがスイッチ
ング手段３１に接続されている。下側駆動トランジスタ
３３Ｕ、３３Ｖ、３３Ｗの各コレクタは、駆動巻線１５
Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗと下側ダイオード３５Ｕ、３５Ｖ、
３５Ｗのカソードに接続されており、また、各エミッタ
は下側ダイオード３５Ｕ、３５Ｖ、３５Ｗのアノードと
電流検出用抵抗３６の一端とスイッチング手段３１に接
続されている。

【００２５】回転位置検出円盤２０の外周面に対向して
電気角で互いに１２０゜ずらして配置された３つの回転
位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃはホール素子から
構成されている。これらの回転位置信号手段２１ａ、２
１ｂ、２１ｃは、回転位置検出円盤２０の発生磁束を検
知し、その磁束密度に応じた略正弦波状の回転位置信号
４１ａ、４１ｂ、４１ｃを発生する。図３、図４及び図
５は、第１の実施の形態における正転時の逆起電圧と回
転位置信号等を示す波形図であり、図３はＵ相、図４は
Ｖ相、図５はＷ相の場合である。回転位置信号手段２１
ａは、その出力信号である回転位置信号４１ａが正転時
の界磁により駆動巻線１５Ｕに誘起される逆起電圧に比
べて、回転方向に対して（β０−３０）゜進むように取
り付けられる。このため、各相の逆起電圧に比べ回転位
置信号４１ａは（β０−３０）゜進み、回転位置信号４
１ａ、４１ｂ、４１ｃの順に１２０゜づつ遅れる。な
お、図１はβ０が３０゜よりも少し大きい（β０＝４０
゜）ときの波形を示す。

【００２６】図６は第１の実施の形態における電流指令
作成手段２３の構成を示すブロック図である。図６に示
す電流指令作成手段２３は、第１のタイミング信号作成
手段５３ａ、第２のタイミング信号作成手段５３ｂ及び
電流指令記憶手段５４を具備している。第１のタイミン
グ信号作成手段５３ａ及び第２のタイミング信号作成手
段５３ｂは、回転位置信号入力端子５１ａ、５１ｂ、５
１ｃに接続されており、回転位置信号が入力される。電
流指令記憶手段５４はトルク方向指令信号入力端子５２
に接続されている。また、電流指令記憶手段５４は電流
指令出力端子５５ａ、５５ｂ、５５ｃに接続されてい
る。

【００２７】回転位置信号手段２１ａからの回転位置信
号４１ａは、回転位置信号入力端子５１ａを介して、第
１のタイミング信号作成手段５３ａと第２のタイミング
信号作成手段５３ｂとに入力される。同じように、回転
位置信号４１ｂは回転位置信号入力端子５１ｂを介し
て、第１のタイミング信号作成手段５３ａと第２のタイ
ミング信号作成手段５３ｂとに入力される。また、回転
位置信号４１ｃは回転位置信号入力端子５１ｃを介して
第１のタイミング信号作成手段５３ａと第２のタイミン
グ信号作成手段５３ｂとに入力される。第１のタイミン
グ信号作成手段５３ａ及び第２のタイミング信号作成手
段５３ｂは、後述の方法により、第１のタイミング信号
ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１、及び第２のタイミング
信号ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２を作成し、電流指令
記憶手段５４へ出力する。

【００２８】電流指令記憶手段５４は、後述の方法によ
り、トルク方向指令信号入力端子５２を介して入力され
たトルク方向指令信号、第１のタイミング信号ＣＳＵ
１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１及び第２のタイミング信号ＣＳ
Ｕ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２に基づいて各相の電流指令を
作成する。電流指令記憶手段５４において作成された電
流指令ｉｕ＊は、駆動巻線１５Ｕ（図２）に流される電
流を示す。また、電流指令ｉｖ＊は駆動巻線１５Ｖに流
される電流を示し、そして電流指令ｉｗ＊は駆動巻線１
５Ｗに流される電流を示す。これらの電流指令ｉｕ＊、
ｉｖ＊、ｉｗ＊は、各電流指令出力端子５５ａ、５５
ｂ、５５ｃを介して駆動手段２４（図２）に出力する。
ここで、電流指令ｉｕ＊、ｉｖ＊、又はｉｗ＊が１であ
れば、該当する相の上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２
Ｖ又は３２Ｗ（図２）を通電し、下側駆動トランジスタ
３３Ｕ、３３Ｖ又は３３Ｗを通電しないことを表す。電
流指令ｉｕ＊、ｉｖ＊、又はｉｗ＊が０であれば該当す
る相の上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ又は３２
Ｗ、及び下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ又は３３
Ｗともに通電しないことを表す。また、電流指令ｉｕ
＊、ｉｖ＊、又はｉｗ＊が−１であれば該当する相の上
側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ又は３２Ｗを通電せ
ず、下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ又は３３Ｗを
通電することを表す。

【００２９】駆動回路２４におけるスイッチング手段３
１は、電流検出用抵抗３６にかかる電圧が所定値以下の
とき、電流指令（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）に従い、上
側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ又は３２Ｗ、及び下
側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ又は３３Ｗの各ベー
ス電流を制御する。このようにベース電流を制御するこ
とにより、上側駆動トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ又は３
２Ｗ、及び下側駆動トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ又は３
３Ｗは、通電・非通電の状態となり、駆動巻線１５の電
力供給を制御する。また、電流検出用抵抗３６にかかる
電圧が所定値以上のとき、全ての上側駆動トランジスタ
３２Ｕ、３２Ｖ及び３２Ｗ、と下側駆動トランジスタ３
３Ｕ、３３Ｖ及び３３Ｗを非通電の状態とし、駆動巻線
１５への電力の供給を遮断する。電流検出用抵抗３６に
かかる電圧値は電源からグラウンドに流れる電流に比例
し、駆動巻線１５に流れる電流はブラシレスモータの発
生トルクに比例する。このため、上記のように上側駆動
トランジスタ３２Ｕ、３２Ｖ又は３２Ｗ、及び下側駆動
トランジスタ３３Ｕ、３３Ｖ又は３３Ｗを通電・非通電
状態とすることにより、駆動巻線１５に流れる電流を一
定に保ち、本実施例のブラシレスモータはトルクが一定
となる。

【００３０】［第１のタイミング信号作成手段５３ａの
動作］図７は第１の実施の形態における第１のタイミン
グ信号作成手段５３ａの回路構成図である。図７におい
て、第１のタイミング信号作成手段５３ａは、３つのコ
ンパレータ６２ａ、６２ｂ、６２ｃと複数の抵抗により
構成されている。回転位置信号入力端子６１ａは、コン
パレータ６２ａの非反転入力端子及び反転入力端子とそ
れぞれ抵抗を介して接続されている。回転位置信号入力
端子６１ｂはコンパレータ６２ｂの非反転入力端子及び
反転入力端子とそれぞれ抵抗を介して接続されている。
回転位置信号入力端子６１ｃはコンパレータ６２ｃの非
反転入力端子及び反転入力端子とそれぞれ抵抗を介して
接続されている。各コンパレータ６２ａ、６２ｂ、６２
ｃの出力端子は第１のタイミング信号出力端子６３ａ、
６３ｂ、６３ｃにそれぞれ接続されている。また、コン
パレータ６２ａ、６２ｂ、６２ｃの各反転入力端子が短
絡されている。

【００３１】回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、
回転位置信号入力端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃを介して
それぞれ入力され、抵抗６４ａ、６４ｂ、６４ｃを介し
て一点で接続されている。この接続点における電位は、
回転位置信号入力端子６１ａ、６１ｂ、６１ｃにおける
電位の平均であり、回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１
ｃの平均値となる。コンパレータ６２ａは回転位置信号
入力端子６１ａから入力された回転位置信号４１ａとこ
の平均値（図３において点線で示す）とを比較し、その
結果を第１のタイミング信号ＣＳＵ１として第１のタイ
ミング信号出力端子６３ａに出力する。コンパレータ６
２ｂは回転位置信号入力信号端子６１ｂから入力された
回転位置信号４１ｂと平均値（図４において点線で示
す）とを比較し、その結果を第１のタイミング信号ＣＳ
Ｖ１として第１のタイミング信号出力端子６３ｂに出力
する。コンパレータ６２ｃは回転位置信号入力信号端子
６１ｃから入力された回転位置信号４１ｃと平均値（図
５において点線で示す）とを比較し、その結果を第１の
タイミング信号ＣＳＷ１として第１のタイミング信号出
力端子６３ｃに出力する。

【００３２】上記のように、回転位置信号４１ａ、４１
ｂ、４１ｃと位相が一致し、互いに１２０゜づつずれ、
デューティーが５０％である矩形波状の第１のタイミン
グ信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１が作成される。な
お、平均値を安定させるために、平均値を示す点とグラ
ウンドの間にコンデンサを挿入してもよい。また、上記
ではコンパレータ６２ａ、６２ｂ、６２ｃの反転入力端
子に平均値を入力したが、定電圧を入力する構成でもよ
い。上記実施例のように、平均値を入力する構成であれ
ば、ホール素子の温度補償をする必要がない。また、定
電圧を入力する構成であれば、高調波による平均値の変
動がないため、ホール素子出力の高調波成分が大きい場
合でも安定して第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ
１、ＣＳＷ１を作成できる。

【００３３】［第２のタイミング信号作成手段５３ｂの
動作］図８は第１の実施の形態における第２のタイミン
グ信号作成手段５３ｂの回路構成図である。図８に示す
第２のタイミング信号作成手段５３ｂは、第１のオペア
ンプ群７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、第２のオペアンプ群７
７ａ、７７ｂ、７７ｃ、第３のオペアンプ群７９ａ、７
９ｂ、７９ｃ、及びコンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１
ｃを具備している。第１のオペアンプ群７２ａ、７２
ｂ、７２ｃのそれぞれは、その非反転入力端子が回転位
置信号入力端子７１ａ、７１ｂ、７１ｃに接続されてお
り、反転入力端子と出力端子が接続されている。第２の
オペアンプ群７７ａ、７７ｂ、７７ｃのそれぞれは、非
反転入力端子が接地されている。オペアンプ７７ａの反
転入力端子は、抵抗７６ａを介してオペアンプ７７ａの
出力端子に接続されており、抵抗７４ａを介してオペア
ンプ７２ｂの出力端子に接続されている。また、オペア
ンプ７７ａの反転入力端子は、抵抗７５ａを介してオペ
アンプ７２ｃの出力端子に接続されている。オペアンプ
７７ｂの反転入力端子は、抵抗７６ｂを介してオペアン
プ７７ｂの出力端子に接続されており、抵抗７４ｂを介
してオペアンプ７２ｃの出力端子に接続されている。ま
た、オペアンプ７７ｂの反転入力端子は、抵抗７５ｂを
介してオペアンプ７２ａの出力端子に接続されている。
オペアンプ７７ｃの反転入力端子は、抵抗７６ｃを介し
てオペアンプ７７ｃの出力端子に接続されており、抵抗
７４ｃを介してオペアンプ７２ａの出力端子に接続され
ている。また、オペアンプ７７ｃの反転入力端子は、抵
抗７５ｃを介してオペアンプ７２ｂの出力端子に接続さ
れている。

【００３４】第３のオペアンプ群７９ａ、７９ｂ、７９
ｃのそれぞれは、非反転入力端子が接地されている。オ
ペアンプ７９ａの反転入力端子は、抵抗を介してオペア
ンプ７９ａの出力端子とオペアンプ７７ａの出力端子に
接続されている。オペアンプ７９ｂの反転入力端子は、
抵抗を介してオペアンプ７９ｂの出力端子とオペアンプ
７７ｂの出力端子に接続されている。オペアンプ７９ｃ
反転入力端子は、抵抗を介してオペアンプ７９ｃの出力
端子とオペアンプ７７ｃの出力端子に接続されている。
コンパレータ８１ａの非反転入力端子と反転入力端子
は、それぞれが抵抗を介してオペアンプ７９ａの出力端
子に接続されている。コンパレータ８１ｂの非反転入力
端子と反転入力端子は、それぞれが抵抗を介してオペア
ンプ７９ｂの出力端子に接続されている。コンパレータ
８１ｃの非反転入力端子と反転入力端子は、それぞれが
抵抗を介してオペアンプ７９ｃの出力端子に接続されて
いる。これらのコンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの
各出力端子は、第２のタイミング信号出力端子８２ａ、
８２ｂ、８２ｃにそれぞれ接続されている。各コンパレ
ータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの非反転入力端子は、短絡
されている。図８に示すように、加算回路７３ａは３つ
の抵抗７４ａ、７５ａ、７６ａとオペアンプ７７ａとか
ら構成されており、加算回路７３ｂは３つの抵抗７４
ｂ、７５ｂ、７６ｂとオペアンプ７７ｂとから構成され
ており、加算回路７３ｃは抵抗７４ｃ、７５ｃ、７６ｃ
とオペアンプ７７ｃとから構成されている。反転増幅回
路７８ａ、７８ｂ、７８ｃは、それぞれが２つの等しい
抵抗値を有する抵抗とオペアンプ７９ａ、７９ｂ、７９
ｃとから構成される。

【００３５】上記のように構成された第２のタイミング
信号作成手段５３ｂにおいて、回転位置信号入力端子７
１ａ、７１ｂ、７１ｃを介して入力された回転位置信号
４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、バッファであるオペアンプ
７２ａ、７２ｂ、７２ｃに入力される。次に、回転位置
信号４１ｂと４１ｃは、加算回路７３ａで反転加算さ
れ、反転増幅回路７８ａで極性を変えられる。端子８０
ａにおいて、図３に示した信号４２ａのような、回転位
置信号４１ａと極性が逆で波高が等しく位相が（２β０
−６０）゜ずれた波形が生成されている。ここで、回転
位置信号４１ｂ、４１ｃが正弦波ならば以下のように抵
抗７４ａ、７５ａ、７６ａを設定すれば上記の波形を生
成できる。回転位置信号４１ａをｓｉｎ（ωｔ）で表す
と、回転位置信号４１ｂ、４１ｃはそれぞれｓｉｎ（ω
ｔ−１２０゜）、ｓｉｎ（ωｔ−２４０゜）となる。こ
こで、抵抗７４ａと抵抗７６ａの比をＲＡ、抵抗７５ａ
と抵抗７６ａの比をＲＢとすると、端子８０ａには下記
式２で表される波形が生成される。

【００３６】

【数２】

【００３７】

【数３】

【００３８】ここで、式３の連立方程式を満足するよう
にＲＡ、ＲＢを設定する。式３の第１式は４２ａの波高
が回転位置信号４１ａと等しいことを表し、第２式及び
第３式は４２ａの位相が回転位置信号４１ａと（２β０
−６０）゜ずれることを表す。また、回転位置信号が正
弦波でないとき、実験などにより位相が（２β０−６
０）゜ずれるように抵抗７４ａ、７５ａ、７６ａを設定
する。同様に、回転位置信号４１ｃと４１ａは加算回路
７３ｂで反転加算され、反転増幅回路７８ｂで極性を変
えられる。端子８０ｂにおいて図４に示した信号４２ｂ
のような、回転位置信号４１ｂと極性が逆で波高が等し
く位相が（２β０−６０）゜ずれた波形が生成されてい
る。また、回転位置信号４１ａと４１ｂは加算回路７３
ｃで反転加算され、反転増幅回路７８ｃで極性を変えら
れ、端子８０ｃにおいて、図５に示した信号４２ｃのよ
うな、回転位置信号４１ｃと極性が逆で波高が等しく位
相が（２β０−６０）゜ずれた波形が生成されている。
ここで、抵抗７４ａと抵抗７６ａの比、抵抗７４ｂと抵
抗７６ｂの比、及び抵抗７４ｃと抵抗７６ｃの比を等し
くし、抵抗７５ａと抵抗７６ａの比、抵抗７５ｂと抵抗
７６ｂの比、及び抵抗７５ｃと抵抗７６ｃの比を等しく
する。

【００３９】端子８０ａ、８０ｂ、８０ｃにおける信号
４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、それぞれ抵抗８３ａ、８３
ｂ、８３ｃを介して、一点で接続されている。この接続
点における電位は、端子８０ａ、８０ｂ、８０ｃの平均
となり、信号４２ａ、４２ｂ、４２ｃの平均値である。
コンパレータ８１ａは、この平均値（図３において点線
で示す）と端子８０ａから入力された信号４２ａとを比
較し、その結果を第２のタイミング信号ＣＳＵ２として
第２のタイミング信号出力端子８２ａに出力する。コン
パレータ８１ｂは、平均値（図４において点線で示す）
と端子８０ｂから入力された信号４２ｂとを比較し、そ
の結果を第２のタイミング信号ＣＳＶ２として第２のタ
イミング信号出力端子８２ｂに出力する。そして、コン
パレータ８１ｃは、平均値（図５において点線で示す）
と端子８０ｃから入力された信号４２ｃとを比較し、そ
の結果を第２のタイミング信号ＣＳＷ２として第２のタ
イミング信号出力端子８２ｃに出力する。このように、
第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１と
位相が（２β０−６０）゜ずれ、互いに１２０゜づつず
れ、デューティーが５０％である矩形波状の第２のタイ
ミング信号ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２が作成され
る。なお、平均値を安定させるために、平均値を示す点
とグラウンドの間にコンデンサを挿入してもよい。ま
た、上記ではコンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの非
反転入力端子に平均値を入力したが、定電圧を入力する
構成でもよい。上記実施例のように、平均値を入力構成
であれば、ホール素子の温度補償をする必要がない。ま
た、定電圧を入力構成であれば、高調波による平均値の
変動がないため、ホール素子出力の高調波成分が大きい
場合でも安定して第２のタイミング信号ＣＳＵ２、ＣＳ
Ｖ２、ＣＳＷ２を作成できる。

【００４０】［正トルク・逆トルクの定義］本実施例に
おいて、正転方向のトルクを正トルク、逆転方向のトル
クを逆トルクとする。つまり、正転時において、力行時
に正トルク、回生時に逆トルクを発生し、逆転時におい
て、力行時に逆トルク、回生時に正トルクを発生する。

【００４１】［正転時における正トルク発生時の電流指
令］正転時において、正トルクの発生が指令されるとき
（トルク発生指令信号がＨのとき）、電流指令記憶手段
５４は第１のタイミング信号に基づき以下のような電流
指令を出力する。図３、図４、図５の区間１のように、
（ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１）＝（１、０、１）の
とき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（１、−１、０）
とする。区間２のように、（ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳ
Ｗ１）＝（１、０、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉ
ｗ＊）＝（１、０、−１）とする。区間３のように、
（ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１）＝（１、１、０）の
とき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（０、１、−１）
とする。区間４のように、（ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳ
Ｗ１）＝（０、１、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉ
ｗ＊）＝（−１、１、０）とする。区間５のように、
（ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１）＝（０、１、１）の
とき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（−１、０、１）
とする。そして区間６のように、（ＣＳＵ１、ＣＳＶ
１、ＣＳＷ１）＝（０、０、１）のとき、（ｉｕ＊、ｉ
ｖ＊、ｉｗ＊）＝（０、−１、１）とする。

【００４２】Ｕ相の正転時における逆起電圧の正の頂点
は（β＋６０）゜、電流指令ｉｕ＊が１である区間の中
央は６０゜であるため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より
β０゜進んでいる。ここで、前述の図３２に示したよう
に、β０は最大トルクＴ０を実現する電流位相である。
このように、正転時における正トルク発生時において、
第１のタイミング信号に基づき上記のように電流位相が
β０゜進んだ電流指令を作成し、最大正トルクを実現す
る。

【００４３】［正転時における逆トルク発生時の電流指
令］正転時において、逆トルクが指令されるとき（トル
ク方向指令信号がＬのとき）、電流指令記憶手段５４は
第２のタイミング信号に基づき以下のような電流指令を
出力する。図３、図４、図５の区間１のように、（ＣＳ
Ｕ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（１、０、１）のとき、
（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（０、１、−１）とす
る。区間２のように、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ
２）＝（１、０、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ
＊）＝（−１、１、０）とする。区間３のように、（Ｃ
ＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（１、１、０）のと
き、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（−１、０、１）と
する。区間４のように、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ
２）＝（０、１、０）のとき、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ
＊）＝（０、−１、１）とする。区間５のように、（Ｃ
ＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（０、１、１）のと
き、（ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｗ＊）＝（１、−１、０）と
する。そして、区間６のように、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ
２、ＣＳＷ２）＝（０、０、１）のとき、（ｉｕ＊、ｉ
ｖ＊、ｉｗ＊）＝（１、０、−１）とする。Ｕ相の正転
時における逆起電圧の正の頂点は（β＋６０）゜、電流
指令ｉｕ＊が１である区間の中央は（２β０＋２４０）
゜であるため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より（−１８
０−β０）゜＝（１８０−β０）゜進む。

【００４４】図９に示すように、本実施例においては、
正トルク発生時にはβ０゜（黒丸●）で最大トルクを実
現する。一方、最大逆トルクを実現するのは前述の式１
より最大正トルクを実現するＩｑ、Ｉｄと大きさは同じ
でＩｑの符号が負、Ｉｄの符号が正のときである。これ
は白丸（○）で示した位相（１８０−β０）゜である。
このように、正転時における逆トルク発生時において、
第２のタイミング信号に基づき上記のように電流位相が
（１８０−β０）゜進んだ電流指令を作成し、最大逆ト
ルクを実現する。

【００４５】［逆転時における逆トルク発生時の電流指
令］逆転時において、逆トルクが指令されるとき（トル
ク方向指令信号がＬのとき）、電流指令記憶手段５４は
第２のタイミング信号に基づき正転時における逆トルク
発生時と同様の電流指令を出力する。図３、図４、図５
において、正転時は回転するに従い区間１、区間２、…
…の順に波形が変化したが、逆転時は区間６、区間５、
……の順に波形が変化する。また、駆動巻線１５Ｕ、１
５Ｖ、１５Ｗ（図２）に誘起される逆起電圧の極性は正
転時と逆転時において逆になる。また、逆転時における
逆トルクを発生する状態は逆転時における力行であるた
め、正転時における正トルク発生時と同様に、電流位相
をβ０゜進め、最大トルクを実現する。Ｕ相の逆転時に
おける逆起電圧の正の頂点は正転時における逆起電圧の
負の頂点である（β０＋２４０）゜であり、電流指令ｉ
ｕ＊が１である区間の中央は（２β０＋２４０）゜であ
るため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧よりβ０゜進む。こ
のように、逆転時における逆トルク発生時において、第
２のタイミング信号に基づき上記のように電流位相がβ
０゜進んだ電流指令を作成し、最大逆トルクを実現す
る。

【００４６】［逆転時における正トルク発生時の電流指
令］逆転時において、正トルクが指令されるとき（トル
ク方向指令信号がＨのとき）、電流指令記憶手段５４は
第１のタイミング信号に基づき正転時における正トルク
発生時と同様の電流指令を出力する。逆転時における正
トルクを発生する状態は逆転時における回生であるた
め、正転時における逆トルク発生時と同様に、電流位相
を（１８０−β０）゜進め、最大トルクを実現する。Ｕ
相の逆転時における逆起電圧の正の頂点は正転時におけ
る逆起電圧の負の頂点である（β０＋２４０）゜であ
り、電流指令ｉｕ＊が１である区間の中央は６０゜であ
るため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より（−１８０−β
０）゜＝（１８０−β０）゜進む。このように、逆転時
における正トルク発生時において、第１のタイミング信
号に基づき上記のように電流位相が（１８０−β０）゜
進んだ電流指令を作成し、最大正トルクを実現する。

【００４７】このように、正トルク発生時は回転位置信
号と所定のしきい値との比較結果である第１のタイミン
グ信号に基づき電流指令を作成し、逆トルク発生時はそ
れぞれ２つ以上の回転位置信号の違った重みをつけた加
算結果と所定のしきい値との比較結果である第２のタイ
ミング信号に基づき電流指令を作成することで、１組の
回転位置信号手段を用いて、正トルク・逆トルク発生時
ともに、最大トルクを実現する。なお、本実施の形態で
は、正トルク発生時は第１のタイミング信号に基づき電
流指令を作成し、逆トルク発生時は第２のタイミング信
号に基づき電流指令を作成したが、回転位置信号手段
（図３）の取り付け位置と抵抗７４ａと抵抗７６ａの比
などを適切に設定し、正トルク発生時は第２のタイミン
グ信号に基づき電流指令を作成し、逆トルク発生時は第
１のタイミング信号に基づき電流指令を作成してもよ
い。また、第１のタイミング信号も、第２のタイミング
信号と同様に、それぞれ２つ以上の回転位置信号の違っ
た重みをつけた加算結果と所定のしきい値との比較結果
としてもよい。さらに、第１の実施の形態を説明する図
９において、β０が４０゜のときを示しているが、本発
明はβ０＝４０゜に限定されるものでなく、β０が３０
゜以下のときや、β０が３０゜から大きく離れていると
きでもあてはまる。また、本発明は本実施の形態のよう
なタイミング信号と電流指令との関係に限定されるもの
ではない。例えば、β０が３０゜から大きく離れている
ときは本実施の形態の電流指令をシフトした電流指令を
用いることで最大トルクを実現する。

【００４８】《実施の形態２》以下、本発明のブラシレ
スモータの第２の実施の形態について添付の図１０から
図１４を参照しつつ説明する。第２の実施の形態のブラ
シレスモータは、第１のタイミング信号作成手段と第２
のタイミング信号作成手段以外は前述の実施の形態１と
同様であり、以下重複する説明は省略する。

【００４９】［第１のタイミング信号作成手段５３０ａ
の動作］図１０は第２の実施の形態における第１のタイ
ミング信号作成手段５３０ａの回路構成図である。第１
のタイミング信号作成手段５３０ａは、抵抗７４ａ、７
５ａ、７６ａ、７４ｂ、７５ｂ、７６ｂ、７４ｃ、７５
ｃ、７６の抵抗値が全て等しく、コンパレータ８１ａ、
８１ｂ、８１ｃの非反転入力端子が抵抗を介してオペア
ンプ７２ａ、７２ｂ、７２ｃの出力端子のみにそれぞれ
接続されている。コンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ
の反転入力端子は、それぞれが抵抗を介してオペアンプ
７９ａ、７９ｂ、７９ｃの出力端子のみに接続されてい
る以外は、前述の実施の形態１における第２のタイミン
グ信号生成手段５３ｂ（図８）と同様の構成であり、重
複する説明は省略する。

【００５０】回転位置信号入力端子７１ａ、７１ｂ、７
１ｃを介して入力されたそれぞれの回転位置信号４１
ａ、４１ｂ、４１ｃは、それぞれのオペアンプ７２ａ、
７２ｂ、７２ｃで構成されたバッファに入力される。回
転位置信号４１ｂと４１ｃは、加算回路７３ａにおいて
反転加算され、反転増幅回路７８ａで極性が変えられ
る。図１０に示す端子８０ａには、回転位置信号４１ａ
と極性が逆で波高が等しく位相が等しい波形が生成され
る。図１１、図１２、図１３は、各相における逆起電圧
と回転位置信号等の関係を示す図である。図１１はＵ
相、図１２はＶ相、図１３はＷ相である。図１１に示す
ように、端子８０に生成される信号２４２ａは、回転位
置信号４１ａと極性が逆で波高が等しく位相が等しい波
形である。回転位置信号４１ｃと４１ａは、加算回路７
３ｂにおいて反転加算され、反転増幅回路７８ｂで極性
が変えられる。図１２に示すように、端子８０ｂに生成
される信号２４２ｂは、回転位置信号４１ｂと極性が逆
で波高が等しく位相が等しい波形である。また、回転位
置信号４１ａと４１ｂは、加算回路７３ｃにおいて反転
加算され、反転増幅回路７８ｃで極性を変えられる。図
１３に示すように、端子８０ｃに生成される信号２４２
ｃは、回転位置信号４１ｃと極性が逆で波高が等しく位
相が等しい波形である。

【００５１】図１０に示す、コンパレータ８１ａは回転
位置信号４１ａと端子８０ａから入力された信号２４２
ａとを比較し、その結果を第１のタイミング信号ＣＳＵ
１としてタイミング信号出力端子８２ａに出力する。コ
ンパレータ８１ｂは回転位置信号４１ｂと端子８０ｂか
ら入力された信号２４２ｂとを比較し、その結果を第１
のタイミング信号ＣＳＶ１としてタイミング信号出力端
子８２ｂに出力する。コンパレータ８１ｃは回転位置信
号４１ｃと端子８０ｃから入力された信号２４２ｃとを
比較し、その結果を第１のタイミング信号ＣＳＷ１とし
てタイミング信号出力端子８２ｃに出力する。このよう
に、それぞれの回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１ｃと
位相が一致し、互いに１２０゜づつずれ、デューティー
が５０％である矩形波状の第１のタイミング信号ＣＳＵ
１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１が作成される。

【００５２】［第２のタイミング信号作成手段５３０ｂ
の動作］図１４は第２の実施の形態における第２のタイ
ミング信号作成手段５３０ｂの回路構成図である。第２
のタイミング信号作成手段５３０ｂは、抵抗７４０ａ、
７５０ａ、７６０ａ、７４０ｂ、７５０ｂ、７６０ｂ、
７４０ｃ、７５０ｃ、７６０ｃの値が第２の実施の形態
の第２のタイミング信号作成手段５３０ｂのために設定
された値である。コンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ
の非反転入力端子は、それぞれが抵抗を介してオペアン
プ７２ａ、７２ｂ、７２ｃの出力端子のみに接続されて
いる。コンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの反転入力
端子は、それぞれが抵抗を介してオペアンプ７９ａ、７
９ｂ、７９ｃの出力端子のみに接続されている。その他
の構成は、前述の第１の実施の形態の第２のタイミング
信号生成手段５３ｂと同様である。また、第２の実施の
形態における第１のタイミング信号生成手段とは、抵抗
７４ａ、７５ａ、７６ａ、７４ｂ、７５ｂ、７６ｂ、７
４ｃ、７５ｃ、７６ｃの値のみが異なる。

【００５３】図１４において、回転位置信号入力端子７
１ａ、７１ｂ、７１ｃを介して入力されたそれぞれの回
転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、バッファである
オペアンプ７２ａ、７２ｂ、７２ｃにそれぞれ入力され
る。回転位置信号４１ｂと４１ｃは、加算回路７３ａに
おいて反転加算され、反転増幅回路７８ａで極性が変え
られる。図１１に示すように、端子８０ａに生成される
信号２４３ａは、回転位置信号４１ａと極性が逆で波高
が等しく位相が２・（２β０−６０）゜ずれた波形であ
る。回転位置信号４１ｃと４１ａは、加算回路７３ｂに
おいて反転加算され、反転増幅回路７８ｂで極性が変え
られる。図１２に示すように、端子８０ｂに生成される
信号２４３ｂは、回転位置信号４１ｂと極性が逆で波高
が等しく位相が２・（２β０−６０）゜ずれた波形であ
る。回転位置信号４１ａと４１ｂは、加算回路７３ｃに
おいて反転加算され、反転増幅回路７８ｃで極性が変え
られる。図１３に示すように、端子８０ｃに生成される
信号２４３ｃは、回転位置信号４１ｃと極性が逆で波高
が等しく位相が２・（２β０−６０）゜ずれた波形であ
る。ここで、回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１ｃが正
弦波ならば、下記式４の連立方程式を満足するように抵
抗の比ＲＡ、ＲＢを設定する。

【００５４】

【数４】

【００５５】図１４に示すコンパレータ８１ａは、回転
位置信号４１ａと端子８０ａから入力された信号２４３
ａとを比較し、その結果である回転位置信号４１ａと位
相が（２β０−６０）゜ずれた矩形波を第２のタイミン
グ信号ＣＳＵ２として第２のタイミング信号出力端子８
２ａに出力する。コンパレータ８１ｂは、回転位置信号
４１ｂと端子８０ｂから入力された信号２４３ｂとを比
較し、その結果である回転位置信号４１ｂと位相が（２
β０−６０）゜ずれた矩形波を第２のタイミング信号Ｃ
ＳＶ２として第２のタイミング信号出力端子８２ｂに出
力する。コンパレータ８１ｃは、回転位置信号４１ｃと
端子８０ｃから入力された信号２４３ｃとを比較し、そ
の結果である回転位置信号４１ｃと位相が（２β０−６
０）゜ずれた矩形波を第２のタイミング信号ＣＳＷ２と
して第２のタイミング信号出力端子８２ｃに出力する。
このように、第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ
１、ＣＳＷ１と位相が（２β０−６０）゜ずれ、互いに
１２０゜づつずれ、デューティーが５０％であり、矩形
波状の第２のタイミング信号ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳ
Ｗ２が作成される。

【００５６】上記のように、前述の第１の実施の形態と
同様の第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳ
Ｗ１と第２のタイミング信号ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳ
Ｗ２とを作成する。その他の動作は前述の第１の実施の
形態と同様であり、その説明は重複するため省略する。
このように、正トルク発生時には、２つの回転位置信号
に対して重みを付けずに加算し、加算されない回転位置
信号との比較結果である第１のタイミング信号に基づき
電流指令を作成する。また、逆トルク発生時には、２つ
の回転位置信号に違った重みを付けて加算し、加算され
ない回転位置信号との比較結果である第２のタイミング
信号に基づき電流指令を作成する。このように、第２の
実施の形態においては、１組の回転位置信号手段を用い
て、正トルク・逆トルク発生時ともに、最大トルクを実
現している。

【００５７】なお、第２の実施の形態において、正トル
ク発生時は第１のタイミング信号に基づき電流指令を作
成し、逆トルク発生時は第２のタイミング信号に基づき
電流指令を作成したが、回転位置信号手段（図２におい
て符号２１ａ、２１ｂ、２１ｃにて示す）の取り付け位
置と抵抗７４ａと抵抗７６ａの比などを適切に設定し、
正トルク発生時は第２のタイミング信号に基づき電流指
令を作成し、逆トルク発生時は第１のタイミング信号に
基づき電流指令を作成してもよい。また、第１のタイミ
ング信号も、第２のタイミング信号と同様に、２つの回
転位置信号にそれぞれ違った重みを付けて加算し、加算
されない回転位置信号との比較結果を用いてもよい。さ
らに、第２の実施の形態において、前述の第１の実施の
形態の説明と同様に、β０が４０゜のときであったが、
本発明はβ０＝４０゜に限定されるものでなく、β０が
３０゜以下のときや、β０が３０゜から大きく離れてい
るときでもあてはまる。また、本発明は第２の実施の形
態のようなタイミング信号と電流指令との関係に限定さ
れるものではない。例えば、β０が３０゜から大きく離
れているときは第２の実施の形態の電流指令をシフトし
た電流指令を用いることで最大トルクを実現できる。

【００５８】《実施の形態３》以下、本発明のブラシレ
スモータの第３の実施の形態について添付の図１５から
図１９を参照しつつ説明する。第３の実施の形態のブラ
シレスモータは、回転位置信号手段の取り付け位置と第
１のタイミング信号作成手段と第２のタイミング信号作
成手段のみが前述の第３の実施の形態と異なるため、以
下重複する説明は省略し、異なる部分について説明す
る。なお、以下の説明において、前述の実施の形態と同
じ構成、機能を有するものには同じ符号を付けて説明す
る。

【００５９】第３の実施の形態のブラシレスモータにお
いて、前述の第１の実施の形態と同じように、ホール素
子で構成された３つの回転位置信号手段２１ａ、２１
ｂ、２１ｃは、回転位置検出円盤２０の外周面に対向し
て配置され、電気角で互いに１２０゜ずらして設けられ
ている。回転位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、
回転位置検出円盤２０の発生磁束を検知し、その磁束密
度に応じた略正弦波状の回転位置信号を発生する。図１
５、図１６、図１７は各相における逆起電圧と回転位置
信号等との関係を示す図である。図１５はＵ相、図１６
はＶ相、図１７はＷ相である。第３の実施の形態におい
ては、回転位置信号手段２１ａは、その出力信号である
回転位置信号３４１ａが正転時の界磁により駆動巻線１
５Ｕに誘起される逆起電圧に比べて回転方向に対して
（６０−β０）゜遅れるように取り付ける。第３の実施
の形態のブラシレスモータは、このように構成されてい
るため、図１５、図１６及び図１７に示すように、各相
の正転時の逆起電圧に比べ各回転位置信号３４１ａ、３
４１ｂ、３４１ｃは（６０−β０）゜遅れ、回転位置信
号３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃの順に１２０゜づつ遅
れる。なお、図１５、図１６、図１７においては、β０
が３０゜よりも少し大きい（β０＝４０゜）のときの波
形を示す。

【００６０】［第１のタイミング信号作成手段５３１ａ
の動作］図１８は第３の実施の形態における第１のタイ
ミング信号作成手段５３１ａの回路構成を示す図であ
る。図１８において、第１のタイミング信号作成手段５
３１ａは、コンパレータ９２ａ、９２ｂ、９２ｃと複数
の抵抗により構成されている。コンパレータ９２ａは、
その非反転入力端子が抵抗を介して回転位置信号入力端
子９１ａに接続されている。コンパレータ９２ａの反転
入力端子は、抵抗を介して回転位置信号入力端子９１ｂ
に接続されている。コンパレータ９２ｂは、その非反転
入力端子が抵抗を介して回転位置信号入力端子９１ｂに
接続されている。コンパレータ９２ｂの反転入力端子
は、抵抗を介して回転位置信号入力端子９１ｃに接続さ
れている。コンパレータ９２ｃは、その非反転入力端子
が抵抗を介して回転位置信号入力端子９１ｃに接続され
いる。コンパレータ９２ｃの反転入力端子は、抵抗を介
して回転位置信号入力端子９１ａに接続されている。各
コンパレータ９２ａ、９２ｂ、９２ｃの出力端子は、第
１のタイミング信号出力端子９３ａ、９３ｂ、９３ｃに
接続されている。

【００６１】コンパレータ９２ａは、回転位置信号入力
端子９１ａを介して入力される回転位置信号３４１ａと
回転位置信号入力端子９１ｂを介して入力される回転位
置信号３４１ｂとを比較し、その結果を第１のタイミン
グ信号ＣＳＵ１として第１のタイミング信号出力端子９
３ａに出力する。コンパレータ９２ｂは、回転位置信号
入力端子９１ｂを介して入力される回転位置信号３４１
ｂと回転位置信号入力端子９１ｃを介して入力される回
転位置信号３４１ｃとを比較し、その結果を第１のタイ
ミング信号ＣＳＶ１として第１のタイミング信号出力端
子９３ｂに出力する。コンパレータ９２ｃは、回転位置
信号入力端子９１ｃを介して入力される回転位置信号３
４１ｃと回転位置信号入力端子９１ａを介して入力され
る回転位置信号３４１ａとを比較し、その結果を第１の
タイミング信号ＣＳＷ１として第１のタイミング信号出
力端子９３ｃに出力する。このように、回転位置信号３
４１ａ、３４１ｂ又は３４１ｃと位相が３０゜ずれ、互
いに１２０゜づつずれ、かつデューティーが５０％であ
る矩形波状の第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１
又はＣＳＷ１が作成される。

【００６２】［第２のタイミング信号作成手段５３１ｂ
の動作］図１９は第３の実施の形態における第２のタイ
ミング信号作成手段５３１ｂの回路構成を示す図であ
る。図１９において、第２のタイミング信号作成手段５
３１ｂは、コンパレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの非反
転入力端子がそれぞれ抵抗を介してオペアンプ７９ｂ、
７９ｃ、７９ａの出力端子のみに接続されている。コン
パレータ８１ａ、８１ｂ、８１ｃの反転入力端子は、そ
れぞれが抵抗を介してオペアンプ７９ａ、７９ｂ、７９
ｃの出力端子のみに接続されている。この構成以外は前
述の第１の実施の形態における第２のタイミング信号生
成手段５３ｂ（図８）と同様であり、重複する説明は省
略する。それぞれの回転位置信号入力端子７１ａ、７１
ｂ、７１ｃを介して入力された回転位置信号３４１ａ、
３４１ｂ、３４１ｃは、バッファである各オペアンプ７
２ａ、７２ｂ、７２ｃにそれぞれ入力される。

【００６３】回転位置信号３４１ｂと３４１ｃは、加算
回路７３ａにおいて反転加算され、反転増幅回路７８ａ
で極性が変えられる。図１５に示したように、端子８０
ａに生成される信号３４２ａは、回転位置信号３４１ａ
と極性が逆で波高が等しく位相が（２β０−６０）゜ず
れた波形である。回転位置信号３４１ｃと３４１ａは、
加算回路７３ｂにおいて反転加算され、反転増幅回路７
８ｂで極性が変えられる。図１６に示すように、端子８
０ｂに生成される信号３４２ｂは、回転位置信号３４１
ｂと極性が逆で波高が等しく位相が（２β０−６０）゜
ずれた波形である。回転位置信号３４１ａと３４１ｂ
は、加算回路７３ｃにおいて反転加算され、反転増幅回
路７８ｃで極性が変えられる。図１７において、端子８
０ｃに生成される信号３４２ｃは、回転位置信号３４１
ｃと極性が逆で波高が等しく位相が（２β０−６０）゜
ずれた波形である。ここで、抵抗の比ＲＡ、ＲＢは前述
の第１の実施の形態と同様である。

【００６４】図１９において、コンパレータ８１ａは端
子８０ｂから入力された信号３４２ｂと端子８０ａから
入力された信号３４２ａとを比較し、その結果を第２の
タイミング信号ＣＳＵ２として第２のタイミング信号出
力端子８２ａに出力する。コンパレータ８１ｂは端子８
０ｃから入力された信号３４２ｃと端子８０ｂから入力
された信号３４２ｂとを比較し、その結果を第２のタイ
ミング信号ＣＳＶ２として第２のタイミング信号出力端
子８２ｂに出力する。コンパレータ８１ｃは端子８０ａ
から入力された信号３４２ａと端子８０ｃから入力され
た信号３４２ｃとを比較し、その結果を第２のタイミン
グ信号ＣＳＷ２として第２のタイミング信号出力端子８
２ｃに出力する。このように、第１のタイミング信号Ｃ
ＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１と位相が（２β０−６０）
゜ずれ、互いに１２０゜づつずれ、デューティーが５０
％である矩形波状の第２のタイミング信号ＣＳＵ２、Ｃ
ＳＶ２、ＣＳＷ２を作成する。

【００６５】上記のように、第３の実施の形態において
は、前述の第１の実施の形態と同様のタイミング信号を
作成する。その他の動作は前述の第１の実施の形態と同
様であり、その説明は重複するため省略する。このよう
に、正トルク発生時は２つの回転位置信号の比較結果で
ある第１のタイミング信号に基づき電流指令を作成し、
逆トルク発生時は２つ以上の回転位置信号にそれぞれ違
った重みを付けて加算し、加算結果同士の比較結果であ
る第２のタイミング信号に基づき電流指令を作成する。
このように構成することにより、第３の実施の形態のブ
ラシレスモータは、１組の回転位置信号手段を用いて、
正トルク・逆トルク発生時ともに、最大トルクを実現す
ることができる。なお、第３の実施の形態において、正
トルク発生時には第１のタイミング信号に基づき電流指
令を作成し、逆トルク発生時には第２のタイミング信号
に基づき電流指令を作成したが、本発明はこのような構
成に限定されるものではなく、回転位置信号手段（図
３）の取り付け位置と抵抗７４ａと抵抗７６ａの比など
を適切に設定し、正トルク発生時には第２のタイミング
信号に基づき電流指令を作成し、逆トルク発生時には第
１のタイミング信号に基づき電流指令を作成してもよ
い。

【００６６】また、第１のタイミング信号も、第２のタ
イミング信号と同様に、２つ以上の回転位置信号にそれ
ぞれ違った重みを付けて加算し、加算結果同士の比較結
果としてもよい。さらに、第３の実施の形態において、
前述の第１の実施の形態の説明と同様に、β０が４０゜
のときであったが、本発明はβ０＝４０゜に限定される
ものでなく、β０が３０゜以下のときや、β０が３０゜
から大きく離れているときでもあてはまる。また、本発
明は第３の実施の形態のようなタイミング信号と電流指
令との関係に限定されるものではない。例えば、β０が
３０゜から大きく離れているときは第２の実施の形態の
電流指令をシフトした電流指令を用いることで最大トル
クを実現できる。

【００６７】《実施の形態４》以下、本発明のブラシレ
スモータの第４の実施の形態について添付の図２０から
図２３を参照しつつ説明する。第４の実施の形態は、β
０＝１５゜前後のときに最大トルクを実現するブラシレ
スモータの例である。なお、以下の説明において、前述
の実施の形態と同じ構成、機能を有するものには同じ符
号を付けて説明する。図２０、図２１、図２２は各相に
おける逆起電圧と回転位置信号等との関係を示す図であ
る。図２０はＵ相、図２１はＶ相、図２２はＷ相であ
る。図２０において、ＣＳＵ１は回転位置信号４４１ａ
と平均値（図２０において点線にて示す）との比較結果
であり、ＣＳＵ２は回転位置信号４４１ａと図２１の回
転位置信号４４１ｂとの比較結果である。ＣＳＵ１とＣ
ＳＵ２は３０゜ずれる。

【００６８】図２３は、第４の実施の形態における電流
位相の説明図である。タイミング信号により電気角１回
転は６つの区間に分けられるため、角度分解能は６０゜
（＝３６０゜／６区間）であり、一組のタイミング信号
で図２３の黒丸（●）で示した６０゜おきの電流位相の
みを実現する。ここで、ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１
の組によって黒丸（●）で示される電流位相を実現する
とき、ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２の組は３０゜ずれ
ているため、図２３において白丸（○）で示される電流
位相を実現する。このように、角度分解能を３０゜を実
現し、β０＝１５゜のときに最大トルクを実現するブラ
シレスモータについて、具体的に説明する。

【００６９】第４の実施の形態のブラシレスモータにお
いて、前述の第１の実施の形態と同じように、ホール素
子で構成された３つの回転位置信号手段２１ａ、２１
ｂ、２１ｃは、回転位置検出円盤２０の外周面に対向し
て配置され、電気角で互いに１２０゜ずらして設けられ
ている。回転位置信号手段２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、
回転位置検出円盤２０の発生磁束を検知し、その磁束密
度に応じた略正弦波状の回転位置信号４４１ａ、４４１
ｂ、４４１ｃ（図２０、図２１、図２２）を発生する。
回転位置信号手段２１ａは、その出力する回転位置信号
４４１ａが正転時に界磁により駆動巻線２１Ｕに誘起さ
れる逆起電圧に比べ、回転方向に対して（３０−β０）
゜遅れるように取り付ける。各相の回転位置信号手段２
１ａは、このように配置されて、図２０、図２１、図２
２示すように、各相の正転時の逆起電圧に比べ回転位置
信号４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃが（３０−β０）゜
遅れ、回転位置信号４４１ａ、４４１ｂ、４４１ｃの順
に１２０゜づつ遅れる。なお、図２０、図２１、図２２
に示す波形はβ０＝１５゜のときの波形である。

【００７０】［第１のタイミング信号作成手段５３ａの
動作］第４の実施の形態の第１のタイミング信号作成手
段は、前述の第１の実施の形態の第１のタイミング信号
手段５３ａ（図７）と同様であり、その説明は省略す
る。

【００７１】［第２のタイミング信号作成手段の動作］
第４の実施の形態の第２のタイミング信号作成手段は、
前述の第３の実施の形態の第１のタイミング信号手段５
３１ａ（図１８）と同様であり、その出力を第２のタイ
ミング信号としたものである。第４の実施の形態におけ
る第２のタイミング信号作成手段は、第１のタイミング
信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１と位相が３０゜ず
れ、互いに１２０゜づつずれ、デューティーが５０％で
ある矩形波状の第２のタイミング信号ＣＳＵ２、ＣＳＶ
２、ＣＳＷ２を作成する。以下、説明は省略する。

【００７２】［正転時における正トルク発生時の電流指
令］第４の実施の形態において、正転時における正トル
ク発生時の電流指令は、前述の第１の実施の形態と同様
であり、説明を省略する。

【００７３】［正転時における逆トルク発生時の電流指
令］第４の実施の形態のブラシレスモータは、正転時に
おいて、正トルク発生が指令されるとき（トルク発生指
令信号がＨのとき）、電流指令記憶手段５４が第２のタ
イミング信号に基づき、前述の第１の実施の形態と同様
の電流指令を出力する。図２０において、Ｕ相の正転時
における逆起電圧の正の頂点は（β０＋６０）゜であ
り、電流指令ｉｕ＊が１である区間の中央は２７０゜で
あるため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より（β０−２１
０）゜＝（１８０−（３０−β０））゜進んでいる。こ
こで、最大逆トルクを実現する位相は（１８０−β０）
゜であり、β０＝１５゜のとき、第４の実施の形態の電
流位相と等しくなる。このように、正転時における逆ト
ルク発生時において、β０＝１５゜のとき、第２のタイ
ミング信号に基づき上記のように電流位相が（１８０−
β０）゜進んだ電流指令を作成し、最大逆トルクを実現
する。また、β０＝１５゜前後であれば、ほぼ最大逆ト
ルクを実現する。

【００７４】［逆転時における逆トルク発生時の電流指
令］逆転時において、逆トルクが指令されるとき（トル
ク方向指令信号がＬのとき）、電流指令記憶手段５４は
第２のタイミング信号に基づき、前述の第１の実施の形
態と同様の電流指令を出力する。図２０に示すように、
Ｕ相の逆転時における逆起電圧の正の頂点は、正転時に
おける逆起電圧の負の頂点である（β０＋２４０）゜で
あり、電流指令ｉｕ＊が１である区間の中央は２７０゜
であるため、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より（３０−β
０）゜進んでいる。ここで、最大逆トルクを実現する位
相はβ０゜であり、β０＝１５゜のとき、第４の実施の
形態の電流位相と等しくなる。このように、逆転時にお
ける逆トルク発生時において、β０＝１５゜のとき、第
２のタイミング信号に基づき上記のように電流位相がβ
０゜進んだ電流指令を作成して、第４の実施の形態のブ
ラシレスモータは最大逆トルクを実現する。また、β０
＝１５゜前後であれば、ほぼ最大逆トルクを実現する。

【００７５】［逆転時における逆トルク発生時の電流指
令］第４の実施の形態の逆転時における逆トルク発生時
の電流指令は、前述の第１の実施の形態と同様であり、
その説明は省略する。第４の実施の形態のブラシレスモ
ータにおけるその他の動作は、前述の第１の実施の形態
と同様であり、説明が重複するため省略する。このよう
に、第４の実施の形態のブラシレスモータにおいて、β
０＝１５゜のとき、正トルク発生時は回転位置信号と所
定のしきい値との比較結果である第１のタイミング信号
に基づき電流指令を作成し、逆トルク発生時は２つの回
転位置信号の比較結果である第２のタイミング信号に基
づき電流指令を作成することにより、１組の回転位置信
号手段を用いて、正トルク・逆トルク発生時ともに、最
大トルクを実現する。なお、第４の実施の形態におい
て、正トルク発生時は第１のタイミング信号に基づき電
流指令を作成し、逆トルク発生時は第２のタイミング信
号に基づき電流指令を作成したが、回転位置信号手段
（図２）の取り付け位置を適切に設定し、正トルク発生
時は第２のタイミング信号に基づき電流指令を作成し、
逆トルク発生時は第１のタイミング信号に基づき電流指
令を作成してもよい。

【００７６】また、第４の実施の形態はβ０＝１５゜の
ときを示しているが、本発明はβ０＝１５゜に限定され
るものでなく、β０＝１５゜前後の角度ならば第４の実
施の形態と同様の効果を奏する。さらに、β０＝１５゜
でないとき、正転力行時の電流位相がβ０゜から少しず
れ、逆転力行時の電流位相がβ０゜であったり、正トル
ク・逆トルク発生時の電流位相がともにβ０゜でなくて
も、第１のタイミング信号と第２のタイミング信号が３
０゜ずれていることを利用する限り、このような構成で
あれば本発明のブラシレスモータに含まれる。第４の実
施の形態はβ０＝１５゜前後のときを示しているが、β
０＝４５゜前後のときも、第４の実施の形態の電流指令
をシフトした電流指令を用いることで実質的な最大トル
クを実現することができる。

【００７７】《実施の形態５》以下、本発明のブラシレ
スモータの第５の実施の形態について添付の図２４から
図２９を参照しつつ説明する。なお、以下の説明におい
て、前述の実施の形態と同じ構成、機能を有するものに
は同じ符号を付けて説明する。図２４、図２５、図２６
は各相における逆起電圧と回転位置信号等との関係を示
す図である。図２４はＵ相、図２５はＶ相、図２６はＷ
相である。図２４において、信号５４３ａは回転位置信
号４１ａと平均値（図２４において点線にて示す）との
比較結果であり、信号５４４ａは回転位置信号４１ａと
図２５の回転位置信号４１ｂとの比較結果であり、信号
５４５ａは回転位置信号４１ａの自乗値５４２ａと平均
値（図２４において一点鎖線にて示す）との比較結果で
ある。

【００７８】図２４、２５、２６に示した信号５４３
ａ、５４３ｂ、５４３ｃは、互いに１２０゜づつずれた
デュティー５０％の波形のため、電気角１回転は６つの
区間に分けられ、角度分解能は６０゜となる。図２７
は、第５の実施の形態における電流位相の説明図であ
り、図２７の黒丸（●）で示した電流位相のみが、第５
の実施の形態において実現する。一方、信号５４４ａ、
５４４ｂ、５４４ｃは、信号５４３ａ、５４３ｂ、５４
３ｃと３０゜ずれているため、黒丸（●）から３０゜ず
れた６０゜おきの白丸（○）（図２７）で示した電流位
相となる。また、信号５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃ
は、互いに６０゜づつずれ、電気角３６０゜で２周期の
デューティー５０％の波形のため、角度分解能は３０゜
である。信号５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃは、信号５
４３ａ、５４３ｂ、５４３ｃから４５゜ずれているた
め、黒丸（●）から４５゜ずれた３０゜おきの２重丸
（◎）（図２７）で示した電流位相を実現する。このよ
うに、第５の実施の形態のブラシレスモータにおいて
は、角度分解能１５゜を実現し、β０＝３７.５゜のと
きに最大トルクを実現する。

【００７９】以下、第５の実施の形態のブラシレスモー
タを具体的に説明する。図２８は第５の実施の形態にお
ける電流指令作成手段の構成を示すブロック図である。
図２８に示す電流指令作成手段２３は、第１から第３の
基礎タイミング信号作成手段５５６ａ、５５６ｂ、５５
６ｃと、第１から第３の基礎タイミング信号作成手段５
５６ａ、５５６ｂ、５５６ｃのそれぞれに接続されたタ
イミング信号記憶手段５０１と、電流指令記憶手段５５
４とを具備している。図２８に示すように、第１から第
３の基礎タイミング信号作成手段５５６ａ、５５６ｂ、
５５６ｃは、回転位置信号入力端子５５１ａ、５５１
ｂ、５５１ｃにそれぞれ接続されている。電流指令記憶
手段５５４は、トルク方向指令信号入力端子５５２に接
続されている。第１の基礎タイミング信号作成手段５５
６ａは、電流指令記憶手段５５４に接続された第１のタ
イミング信号出力端子５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃに
接続されている。また、タイミング信号記憶手段５０１
と電流指令記憶手段５５４は、第２のタイミング信号出
力端子５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃを介して接続され
ている。電流指令記憶手段５５４には電流指令出力端子
５５５ａ、５５５ｂ、５５５ｃが接続されている。

【００８０】図２８において、第５の実施の形態の第１
のタイミング信号作成手段５５３ａは、回転位置信号入
力端子５５１ａ、５５１ｂ、５５１ｃと第１の基礎タイ
ミング信号作成手段５５６ａと第１のタイミング信号出
力端子５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃとから構成されて
いる。第２のタイミング信号作成手段５５３ｂは、回転
位置信号入力端子５５１ａ、５５１ｂ、５５１ｃと第１
の基礎タイミング信号作成手段５５６ａと第２の基礎タ
イミング信号作成手段５５６ｂと第３の基礎タイミング
信号作成手段５５６ｃとタイミング信号記憶手段５０１
と第２のタイミング信号出力端子５０３ａ、５０３ｂ、
５０３ｃとから構成される。回転位置信号４１ａ（図２
４）は、回転位置信号入力端子５５１ａを介して、第１
の基礎タイミング信号作成手段５５６ａと第２の基礎タ
イミング信号作成手段５５６ｂと第３の基礎タイミング
信号作成手段５５６ｃとに入力される。同じように、回
転位置信号４１ｂ（図２５）は、回転位置信号入力端子
５５１ｂを介して、また回転位置信号４１ｃは回転位置
信号入力端子５５１ｃを介して、第１の基礎タイミング
信号作成手段５５６ａと第２の基礎タイミング信号作成
手段５５６ｂと第３の基礎タイミング信号作成手段５５
６ｃとに入力される。

【００８１】第１の基礎タイミング信号作成手段５５６
ａは、後述の方法で、回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４
１ｃに基づき、第１の基礎タイミング信号５４３ａ、５
４３ｂ、５４３ｃを作成して、タイミング信号記憶手段
５０１へ出力する。また、第１の基礎タイミング信号作
成手段５５６ａは、第１の基礎タイミング信号５４３
ａ、５４３ｂ、５４３ｃを第１のタイミング信号ＣＳＵ
１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１として電流指令記憶手段５５４
にそれぞれ出力する。第２の基礎タイミング信号作成手
段５５６ｂは、後述の方法で、回転位置信号４１ａ、４
１ｂ、４１ｃに基づき、第２の基礎タイミング信号５４
４ａ、５４４ｂ、５４４ｃを作成して、タイミング信号
記憶手段５０１に出力する。第３の基礎タイミング信号
作成手段５５６ｃは、後述の方法で、回転位置信号４１
ａ、４１ｂ、４１ｃに基づき、第３の基礎タイミング信
号５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃを作成して、タイミン
グ信号記憶手段５０１へ出力する。

【００８２】タイミング信号記憶手段５０１は、後述の
方法で、第１の基礎タイミング信号５４３ａ、５４３
ｂ、５４３ｃ、第２の基礎タイミング信号５４４ａ、５
４４ｂ、５４４ｃ、第３の基礎タイミング信号５４５
ａ、５４５ｂ、５４５ｃに基づき、第２のタイミング信
号ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２を作成する。電流指令
記憶手段５５４は、第１のタイミング信号ＣＳＵ１、Ｃ
ＳＶ１、ＣＳＷ１、第２のタイミング信号ＣＳＵ２、Ｃ
ＳＶ２、ＣＳＷ２、及びトルク方向指令信号入力端子５
５２を介して入力されるトルク方向指令信号に基づき、
駆動巻線１５Ｕ（図２）に流す電流を示す電流指令ｉｕ
＊、駆動巻線１５Ｖに流す電流を示す電流指令ｉｖ＊、
及び駆動巻線１５Ｗに流す電流を示す電流指令ｉｗ＊を
作成する。作成された電流指令ｉｕ＊は、電流指令出力
端子５５５ａを介して、電流指令ｉｖ＊は電流指令出力
端子５５５ｂを介して、及び電流指令ｉｗ＊は電流指令
出力端子５５５ｃを介して駆動手段２４（図２）へ出力
される。第５の実施の形態において、電流指令記憶手段
５５４の動作は前述の第１の実施の形態と同様であり、
以下重複する説明は省略する。

【００８３】［第１の基礎タイミング信号作成手段５５
６ａの動作］第５の実施の形態において、第１の基礎タ
イミング信号作成手段５５６ａは前述の第１の実施の形
態の第１のタイミング信号作成手段５３ａ（図７）と同
様の構成であり、第１の基礎タイミング信号作成手段５
５６ａは前述の第１のタイミング信号作成手段５３ａの
出力である第１のタイミング信号と同様の第１の基礎タ
イミング信号を出力する。以下重複する説明は省略す
る。

【００８４】［第２の基礎タイミング信号作成手段５５
６ｂの動作］第５の実施の形態において、第２の基礎タ
イミング信号作成手段５５６ｂは前述の第３の実施の形
態における第１のタイミング信号作成手段５３１ａ（図
１８）と同様の構成であり、第２の基礎タイミング信号
作成手段５５６ｂは前述の第１のタイミング信号作成手
段５３１ａの出力である第１のタイミング信号と同様の
第２の基礎タイミング信号を出力する。以下重複する説
明は省略する。

【００８５】［第３の基礎タイミング信号作成手段５５
６ｃの動作］図２９は、第５の実施の形態における第３
の基礎タイミング信号作成手段５５６ｃの回路構成を示
す図である。図２９に示す第３の基礎タイミング信号作
成手段５５６ｃは、回転位置信号入力端子９５ａ、９５
ｂ、９５ｃにそれぞれ接続された自乗値演算手段９６
ａ、９６ｂ、９６ｃと、非反転入力端子及び反転入力端
子が抵抗を介して自乗値演算手段９６ａ、９６ｂ、９６
ｃにそれぞれ接続されたコンパレータ９７ａ、９７ｂ、
９７ｃとを具備している。コンパレータ９７ａ、９７
ｂ、９７ｃのそれぞれの出力端子には、第３の基礎タイ
ミング信号出力端子９８ａ、９８ｂ、９８ｃが接続され
ている。コンパレータ９７ａ、９７ｂ、９７ｃの各反転
入力端子は短絡されている。回転位置信号４１ａ、４１
ｂ、４１ｃは、回転位置信号入力端子９５ａ、９５ｂ、
９５ｃを介してそれぞれ入力され、自乗値演算手段９６
ａ、９６ｂ、９６ｃにより、自乗値５４２ａ、５４２
ｂ、５４２ｃ（図２４、図２５、図２６に示す）が求め
られる。図２９に示すように、自乗値５４２ａ、５４２
ｂ、５４２ｃは、抵抗９９ａ、９９ｂ、９９ｃを介して
一点で接続されている。この接続点における電位は平均
となり、自乗値５４２ａ、５４２ｂ、５４２ｃの平均値
が与えられる。

【００８６】図２４に示したように、コンパレータ９７
ａは自乗値５４２ａとこの平均値（一点鎖線にて示す）
とを比較し、その結果を第３の基礎タイミング信号５４
５ａとして第３の基礎タイミング信号出力端子９８ａに
出力する。図２５に示すように、コンパレータ９７ｂは
自乗値５４２ｂとこの平均値（一点鎖線にて示す）とを
比較し、その結果を第３の基礎タイミング信号５４５ｂ
として第３の基礎タイミング信号出力端子９８ｂに出力
する。図２６に示すように、コンパレータ９７ｃは自乗
値５４２ｃとこの平均値（一点鎖線にて示す）とを比較
し、その結果を第３の基礎タイミング信号５４５ｃとし
て第３の基礎タイミング信号出力端子９８ｃに出力す
る。このように、第３の基礎タイミング信号作成手段５
５６ｃは、第１の基礎タイミング信号５４３ａ、５４３
ｂ、５４３ｃに対して位相が４５゜ずれ、互いに６０゜
づつずれ、デューティーが５０％であり、１周期が電気
角１８０゜であり、矩形波状の第３の基礎タイミング信
号５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃを作成する。

【００８７】なお、第５の実施の形態における平均値を
安定させるために、平均値を示す接続点とグラウンドと
の間にコンデンサを挿入してもよい。上記第５の実施の
形態においては、コンパレータ９７ａ、９７ｂ、９７ｃ
の反転入力端子に平均値を入力したが、定電圧を入力す
る構成でもよい。上記実施の形態のように、コンパレー
タ９７ａ、９７ｂ、９７ｃの反転入力端子に平均値を入
力する構成とすれば、ホール素子の温度補償をする必要
がなく、定電圧を入力する構成とすれば、高調波により
中央値が変動しないため、ホール素子の高調波成分が大
きい場合でも安定に第３の基礎タイミング信号５４５
ａ、５４５ｂ、５４５ｃを作成できる。

【００８８】［タイミング信号記憶手段５０１の動作］
第５の実施の形態におけるタイミング信号記憶手段５０
１は、第１の基礎タイミング信号５４３ａ、５４３ｂ、
５４３ｃ、第２の基礎タイミング信号５４４ａ、５４４
ｂ、５４４ｃ、第３の基礎タイミング信号５４５ａ、５
４５ｂ、５４５ｃに基づき第２のタイミング信号ＣＳＵ
２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２を作成する。具体的には、図２
４、２５、２６の各区間１のように、（５４３ａ、５４
３ｂ、５４３ｃ）＝（５４４ａ、５４４ｂ、５４４ｃ）
＝（１、０、×）、（５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃ）
＝（×、１、０）のとき、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳ
Ｗ２）＝（１、０、１）とする。ここで、×は０、１ど
ちらでもよいことを示す。

【００８９】各区間２のように、（５４３ａ、５４３
ｂ、５４３ｃ）＝（５４４ａ、５４４ｂ、５４４ｃ）＝
（１、×、０）、（５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃ）＝
（１、０、×）のとき、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ
２）＝（１、０、０）とする。各区間３のように、（５
４３ａ、５４３ｂ、５４３ｃ）＝（５４４ａ、５４４
ｂ、５４４ｃ）＝（×、１、０）、（５４５ａ、５４５
ｂ、５４５ｃ）＝（０、×、１）のとき、（ＣＳＵ２、
ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（１、１、０）とする。各区間
４のように、（５４３ａ、５４３ｂ、５４３ｃ）＝（５
４４ａ、５４４ｂ、５４４ｃ）＝（０、１、×）、（５
４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃ）＝（×、１、０）のと
き、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（０、１、
０）とする。各区間５のように、（５４３ａ、５４３
ｂ、５４３ｃ）＝（５４４ａ、５４４ｂ、５４４ｃ）＝
（０、×、１）、（５４５ａ、５４５ｂ、５４５ｃ）＝
（１、０、×）のとき、（ＣＳＵ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ
２）＝（０、１、１）とする。そして、各区間６のよう
に、（５４３ａ、５４３ｂ、５４３ｃ）＝（５４４ａ、
５４４ｂ、５４４ｃ）＝（×、０、１）、（５４５ａ、
５４５ｂ、５４５ｃ）＝（０、×、１）のとき、（ＣＳ
Ｕ２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２）＝（０、０、１）とする。

【００９０】［第１のタイミング信号作成手段５５３ａ
の動作］第５の実施の形態においては、第１の基礎タイ
ミング信号作成手段５５６ａの出力を第１のタイミング
信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１とする。このよう
に、回転位置信号４１ａ、４１ｂ、４１ｃと位相が一致
し、互いに１２０゜づつずれ、デューティーが５０％で
あり、矩形波状の第１のタイミング信号ＣＳＵ１、ＣＳ
Ｖ１、ＣＳＷ１を作成する。

【００９１】［第２のタイミング信号作成手段５５３ｂ
の動作］第５の実施の形態においては、タイミング信号
記憶手段５０１の出力を第２のタイミング信号ＣＳＵ
２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２とする。このように、第１のタ
イミング信号ＣＳＵ１、ＣＳＶ１、ＣＳＷ１と位相が１
５゜ずれ、互いに１２０゜づつずれ、デューティーが５
０％であり、矩形波状の第２のタイミング信号ＣＳＵ
２、ＣＳＶ２、ＣＳＷ２を作成する。

【００９２】［正転時における正トルク発生時の電流指
令］第５の実施の形態における正転時における正トルク
発生時の電流指令は、前述の第１の実施の形態と同様で
あり、以下その説明は省略する。

【００９３】［正転時における逆トルク発生時の電流指
令］第５の実施の形態における正転時において、正トル
ク発生が指令されるとき（すなわちトルク発生指令信号
がＨのとき）、電流指令記憶手段５５４は第２のタイミ
ング信号に基づき、前述の第１の実施の形態と同様の電
流指令を出力する。図２４において、Ｕ相の正転時にお
ける逆起電圧の正の頂点は（β０＋６０）゜であり、電
流指令ｉｕ＊が１である区間の中央は３１５゜であるた
め、電流指令ｉｕ＊は逆起電圧より（β０−２５５）゜
＝（１８０−（７５−β０））゜進んでいる。ここで、
最大逆トルクを実現する位相は（１８０−β０）゜であ
り、β０＝３７.５゜のとき、第５の実施の形態の電流
位相と等しくなる。このように、正転時における逆トル
ク発生時において、β０＝３７.５゜のとき、第２のタ
イミング信号に基づき上記のように電流位相が（１８０
−β０）゜進んだ電流指令を作成し、最大逆トルクを実
現する。なお、第５の実施の形態のブラシレスモータに
おいては、β０が３７.５゜の前後であれば、実質的に
最大逆トルクを実現できる。

【００９４】［逆転時における逆トルク発生時の電流指
令］第５の実施の形態における逆転時において、逆トル
クが指令されるとき（すなわちトルク方向指令信号がＬ
のとき）、電流指令記憶手段５５４は第２のタイミング
信号に基づき、前述の第１の実施の形態と同様の電流指
令を出力する。図２４に示すように、Ｕ相の逆転時にお
ける逆起電圧の正の頂点は正転時における逆起電圧の負
の頂点である（β０＋２４０）゜であり、電流指令ｉｕ
＊が１である区間の中央は３１５゜であるため、電流指
令ｉｕ＊は逆起電圧より（７５−β０）゜進んでいる。
第５の実施の形態において、最大逆トルクを実現する位
相は、β０゜であり、β０＝３７.５゜のとき、第５の
実施の形態の電流位相と等しくなる。このように、第５
の実施の形態のブラシレスモータは、逆転時における逆
トルク発生時において、β０＝３７.５゜のとき、第２
のタイミング信号に基づき上記のように電流位相がβ０
゜進んだ電流指令を作成し、最大逆トルクを実現する。
なお、第５の実施の形態のブラシレスモータにおいて
は、β０が３７.５゜前後であれば、ほぼ最大逆トルク
を実現できる。

【００９５】［逆転時における逆トルク発生時の電流指
令］第５の実施の形態において、逆転時における逆トル
ク発生時の電流指令は、前述の第１の実施の形態と同様
であり、以下その説明は省略する。その他の動作につい
ては、前述の第１の実施の形態と同様であり説明が重複
するため省略する。上記のように、第５の実施の形態の
ブラシレスモータにおいて、β０＝３７.５゜のとき、
正トルク発生時は回転位置信号と所定のしきい値との比
較結果である第１のタイミング信号に基づき電流指令を
作成し、逆トルク発生時は回転位置信号と回転位置信号
の自乗値とに基づき作成された基礎タイミング信号から
作成された第２のタイミング信号に基づき電流指令を作
成する。このように、第５の実施の形態においては、１
組の回転位置信号手段を用いて、正トルク・逆トルク発
生時ともに、最大トルクを実現している。

【００９６】なお、第５の実施の形態において、正トル
ク発生時は第１のタイミング信号に基づき電流指令を作
成し、逆トルク発生時は第２のタイミング信号に基づき
電流指令を作成したが、回転位置信号手段（図２）の取
り付け位置を適切に設定し、正トルク発生時は第２のタ
イミング信号に基づき電流指令を作成し、逆トルク発生
時は第１のタイミング信号に基づき電流指令を作成して
もよい。また、第５の実施の形態では、タイミング信号
から電流指令を作成したが、基礎タイミング信号から直
接電流指令を作成してもよい。

【００９７】さらに、第５の実施の形態では、第２の基
礎タイミング信号をそれぞれ２つの回転位置信号の比較
結果から作成したが、それぞれ２つの回転位置信号の自
乗値の比較結果から作成してもよい。また、第５の実施
の形態はβ０＝３７.５゜のときを示しているが、本発
明はβ０が３７.５゜に限定されるものでなく、β０が
３７.５゜前後ならば同様の効果を奏する。さらに、β
０＝３７.５゜でないとき、正転力行時の電流位相がβ
０゜から少しずれ、逆転力行時の電流位相がβ０゜であ
ったり、正トルク・逆トルク発生時の電流位相がともに
β０゜でなくても、自乗値に基づくタイミング信号を利
用する構成のものである限り、このような構成は本発明
に含まれる。また、第５の実施の形態はβ０＝３７.５
゜前後のときを示しているが、β０＝７.５゜前後や、
２２.５゜前後のときでも、第５の実施の形態の電流指
令をシフトした電流指令を用いることでほぼ最大トルク
を実現する。

【００９８】なお、前述の各実施の形態における電流指
令は、各タイミング信号、各基礎タイミング信号の任意
の組み合わせを用いて作成してもよい。また、前述の各
実施の形態では、バイポーラトランジスタから構成した
が、ＭＯＳトランジスタから構成してもよい。前述の各
実施の形態では、回転位置信号を作成するために専用の
回転位置検出円盤を着磁して用いたが、ロータの界磁を
用いて回転位置信号を作成してもよい。また、回転位置
信号手段はホール素子の代わりにＭＲ素子やインダクタ
ンス変化を利用した素子から構成してもよい。前述の実
施の形態では、永久磁石を埋め込む構成であったが、永
久磁石をロータ表面に露出する構成でもよい。

【００９９】本発明はｑ軸インダクタンスがｄ軸インダ
クタンスより大きい逆突極性を有するブラシレスモータ
に限定されるものでなく、ｑ軸インダクタンスがｄ軸イ
ンダクタンスより小さいブラシレスモータにおいても、
前述の各実施の形態と同様の効果がある。さらに、前述
の実施の形態においては、最大トルクを実現するように
構成したが、最大効率を実現する電流位相やある特定の
電流位相を実現しても、本発明のブラシレスモータに含
まれる。加えて、前述の実施の形態においては、回転位
置信号が略正弦波であるとしたが、このような信号を用
いなくても、前述の各実施の形態を実現するものであれ
ばよく、例えば、高調波を多く含んだ波形、三角波など
でもよい。

【０１００】

【発明の効果】本発明によれば、正トルク発生時は第１
のタイミング信号から電流指令を作成し、逆トルク発生
時は第２のタイミング信号から電流指令を作成すること
により、１組の回転位置信号を用いて、正トルク・逆ト
ルクの発生時ともに最大トルクを実現することのできる
突極性を有するブラシレスモータを提供することができ
る。本発明によれば、簡単な構成で部品点数が少なく、
それにともない低コスト、高信頼性、製品サイズの小型
化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるブラシレス
モータの断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のブラシレスモータ
を示す回路構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＵ相の逆起
電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との関
係を示す波形図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＶ相の逆起
電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との関
係を示す波形図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＷ相の逆起
電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との関
係を示す波形図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態における電流指令作
成手段の構成を示すブロック図である。

【図７】第１の実施の形態における第１のタイミング信
号作成手段の回路構成図である。

【図８】第１の実施の形態における第２のタイミング信
号作成手段の回路構成図である。

【図９】最大回生量を実現する電流位相の説明図であ
る。

【図１０】本発明の第２の実施の形態における第１のタ
イミング信号作成手段の回路構成図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるＵ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるＶ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるＷ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１４】第２の実施の形態における第２のタイミング
信号作成手段の回路構成図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態におけるＵ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１６】本発明の第３の実施の形態におけるＶ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１７】本発明の第３の実施の形態におけるＷ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図１８】第３の実施の形態における第１のタイミング
信号作成手段の回路構成図である。

【図１９】第３の実施の形態における第２のタイミング
信号作成手段の回路構成図である。

【図２０】本発明の第４の実施の形態におけるＵ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２１】本発明の第４の実施の形態におけるＶ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２２】本発明の第４の実施の形態におけるＷ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２３】第４の実施の形態における電流位相の説明図
である。

【図２４】本発明の第５の実施の形態におけるＵ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２５】本発明の第５の実施の形態におけるＶ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２６】本発明の第５の実施の形態におけるＷ相の逆
起電圧と回転位置信号とタイミング信号と電流指令との
関係を示す波形図である。

【図２７】第５の実施の形態における電流位相の説明図
である。

【図２８】第５の実施の形態における電流指令作成手段
の構成を示すブロック図である。

【図２９】第５の実施の形態における第３の基礎タイミ
ング信号作成手段の回路構成図である。

【図３０】突極性を有する従来のブラシレスモータのロ
ータの一例を示す断面図である。

【図３１】ｄ軸電流、ｑ軸電流、及び電流位相の関係図
である。

【図３２】電流位相とトルクの関係図である。

【図３３】ＣＳ信号の波形図である。

【図３４】従来の技術におけるブラシレスモータの回路
構成図である。

【図３５】従来の技術におけるＣＳ信号を作成する回路
構成図である。

【図３６】従来の技術における逆起電圧とＣＳ信号の波
形図である。

【図３７】従来の技術におけるＣＳ信号と電流指令の波
形図である。

【図３８】従来の技術における電流位相の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ ロータ １５Ｕ 駆動巻線 １５Ｖ 駆動巻線 １５Ｗ 駆動巻線 ２１ａ 回転位置信号手段 ２１ｂ 回転位置信号手段 ２１ｃ 回転位置信号手段 ２３ 電流指令作成手段 ２４ 駆動手段 ４１ａ 回転位置信号 ４１ｂ 回転位置信号 ４１ｃ 回転位置信号 ５３ａ 第１のタイミング信号作成手段 ５３ｂ 第２のタイミング信号作成手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一海 康文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐ極（ここに、Ｐは２以上の偶数）の界
   磁部を形成する永久磁石が配置されたロータと、 前記界磁部に鎖交するＫ相（ここに、Ｋは２以上の整
   数）の駆動巻線と、 前記ロータの回転位置に応じて変化する略正弦波状の回
   転位置信号を出力する複数の回転位置信号手段と、 前記回転位置信号に基づき前記駆動巻線に流す電流指令
   を作成する電流指令作成手段と、 前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力を供給する駆
   動手段と、 を具備するブラシレスモータにおいて、 前記電流指令作成手段が、 前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号を作成
   する第１のタイミング信号作成手段と、 前記回転位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成
   する第２のタイミング信号作成手段とを具備し、 前記第１のタイミング信号作成手段と第２のタイミング
   信号作成手段のうちの少なくとも１つのタイミング信号
   作成手段が、２つ以上の前記回転位置信号に互いに違っ
   た重みをそれぞれにつけて加算し、その加算結果と所定
   のしきい値との比較結果を前記タイミング信号とし、 正トルク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前
   記電流指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイ
   ミング信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有
   するブラシレスモータ。
2. 【請求項２】 Ｐ極（ここに、Ｐは２以上の偶数）の界
   磁部を形成する永久磁石が配置されたロータと、 前記界磁部に鎖交するＫ相（ここに、Ｋは２以上の整
   数）の駆動巻線と、 前記ロータの回転位置に応じて変化する略正弦波状の回
   転位置信号を出力する複数の回転位置信号手段と、 前記回転位置信号に基づき前記駆動巻線に流す電流指令
   を作成する電流指令作成手段と、 前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力を供給する駆
   動手段と、を具備するブラシレスモータにおいて、前記
   電流指令作成手段が、 前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号を作成
   する第１のタイミング信号作成手段と、 前記回転位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成
   する第２のタイミング信号作成手段とを具備し、 前記第１のタイミング信号作成手段と第２のタイミング
   信号作成手段のうちの少なくとも１つのタイミング信号
   作成手段が、２つ以上の前記回転位置信号に互いに違っ
   た重みをそれぞれに付けて加算し、加算結果と加算され
   ない前記回転位置信号との比較結果を前記タイミング信
   号とし、 正トルク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前
   記電流指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイ
   ミング信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有
   するブラシレスモータ。
3. 【請求項３】 Ｐ極（ここに、Ｐは２以上の偶数）の界
   磁部を形成する永久磁石が配置されたロータと、 前記界磁部に鎖交するＫ相（ここに、Ｋは２以上の整
   数）の駆動巻線と、 前記ロータの回転位置に応じて変化する略正弦波状の回
   転位置信号を出力する複数の回転位置信号手段と、 前記回転位置信号に基づき前記駆動巻線に流す電流指令
   を作成する電流指令作成手段と、 前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力を供給する駆
   動手段と、を具備するブラシレスモータにおいて、 前記電流指令作成手段が、前記回転位置信号に基づき第
   １のタイミング信号を作成する第１のタイミング信号作
   成手段と、 前記回転位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成
   する第２のタイミング信号作成手段とを具備し、 前記第１のタイミング信号作成手段と第２のタイミング
   信号作成手段のうちの少なくとも１つのタイミング信号
   作成手段が、２つ以上の前記回転位置信号に互いに違っ
   た重みをそれぞれに付けて加算し、加算結果同士の比較
   結果を前記タイミング信号とし、 正トルク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前
   記電流指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイ
   ミング信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有
   するブラシレスモータ。
4. 【請求項４】 一方のタイミング信号作成手段が、回転
   位置信号と所定のしきい値との比較結果をタイミング信
   号とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに
   記載のブラシレスモータ。
5. 【請求項５】 一方のタイミング信号作成手段が、２つ
   以上の回転位置信号を加算し、加算結果と加算されない
   回転位置信号との比較結果をタイミング信号とすること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブラシ
   レスモータ。
6. 【請求項６】 一方のタイミング信号作成手段が、２つ
   の回転位置信号の比較結果をタイミング信号とすること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブラシ
   レスモータ。
7. 【請求項７】 Ｐ極（ここに、Ｐは２以上の偶数）の界
   磁部を形成する永久磁石が配置されたロータと、 前記界磁部に鎖交するＫ相（ここに、Ｋは２以上の整
   数）の駆動巻線と、 前記ロータの回転位置に応じて変化する略正弦波状の回
   転位置信号を出力する複数の回転位置信号手段と、 前記回転位置信号に基づき前記駆動巻線に流す電流指令
   を作成する電流指令作成手段と、 前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力を供給する駆
   動手段と、を具備するブラシレスモータにおいて、 前記電流指令作成手段が、前記回転位置信号に基づき第
   １のタイミング信号を作成する第１のタイミング信号作
   成手段と、 前記回転位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成
   する第２のタイミング信号作成手段とを具備し、 一方の前記タイミング信号作成手段が、前記回転位置信
   号と所定のしきい値との比較結果を前記タイミング信号
   とし、 他方の前記タイミング信号作成手段が、２つの前記回転
   位置信号の比較結果を前記タイミング信号とし、 正トルク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前
   記電流指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイ
   ミング信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有
   するブラシレスモータ。
8. 【請求項８】 Ｐ極（ここに、Ｐは２以上の偶数）の界
   磁部を形成する永久磁石が配置されたロータと、 前記界磁部に鎖交するＫ相（ここに、Ｋは２以上の整
   数）の駆動巻線と、 前記ロータの回転位置に応じて変化する略正弦波状の回
   転位置信号を出力する複数の回転位置信号手段と、 前記回転位置信号に基づき前記駆動巻線に流す電流指令
   を作成する電流指令作成手段と、 前記電流指令に基づき前記駆動巻線に電力を供給する駆
   動手段と、を具備するブラシレスモータにおいて、 前記電流指令作成手段が、 前記回転位置信号に基づき第１のタイミング信号を作成
   する第１のタイミング信号作成手段と、 前記回転位置信号に基づき第２のタイミング信号を作成
   する第２のタイミング信号作成手段とを具備し、 前記第１のタイミング信号作成手段と第２のタイミング
   信号作成手段のうちの少なくとも１つのタイミング信号
   作成手段が、 前記回転位置信号の自乗値を演算し、算出された自乗値
   にも基づき前記タイミング信号を作成し、 正トルク発生時に前記第１のタイミング信号に基づき前
   記電流指令を作成し、逆トルク発生時に前記第２のタイ
   ミング信号に基づき前記電流指令を作成する突極性を有
   するブラシレスモータ。
9. 【請求項９】 永久磁石をロータ内部に埋め込んだこと
   を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のブラシ
   レスモータ。