JPS5842898Y2 - ブラシレス直流モ−タ回転子位置および回転数同時検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光電変換方式を用いたブラシレス直流モータに
関する。

ブラシレス直流モータはその回転子位置おヨヒ回転数同
時検出に用いる光電換方式に透過式と反射式とがあり、
検出素子の形状、取付は場所等の条件によっていずれか
に決定される。

発光素子と受光素子とが一対となった回転子位置検出素
子は通常相数側必要である。

一方、回転数検出用にも一対の発光素子と受光素子とが
必要である。

回転子位置検出用回転板は相数と極数とから決定される
電気角によりその角度だけ発光波長に対して透明になっ
ている。

また回転数を測定するだけであれば、回転位置検出信号
を用いてもよいが、応答性のよい高精度の回転数制御、
特に低速度における回転数の制御には回転数検出用回転
板は欠かせないものである。

この回転板を用いた光電変換方式ブラシレス直流モータ
は、その回転子位置検出および回転数同時検出装置の従
来例について図面を参照して説明すると、第１図ないし
第３図は３相２極ブラシレス直流モータの基本構成を示
すのであって、モータ１の一端に設けた支持台２には発
光および受光素子の対（以下フォトインタラプタと称す
る）３ａ、３ｂ、３ｃが１２０°間隔で取付けられてい
る。

回転子位置検出用回転板６は取付はボス４を介してモー
タシャフト５に取付けられている。

また第４図に示すように、斜線部で示す中心から見た角
度１２００だげ発光波長に対して不透明になっているこ
の回転子位置検出用回転板６はフォトインタラプタ３ａ
、３ｂ 、３ｃの発光部と受光部との中間位置に配置
される。

一方、回転数検出用のフォトインクラブタ８は支持台７
に取付けられている。

また第５図に示すように、−回転当りの所要パルス数が
得られるように、不透明回転板に光軸に対して切込みを
入れた回転数検出用回転板９は第２図に示すように、フ
ォトインタラ１２８０発光部と受光部との中間位置にボ
ス１０を介してモータシャフト５に取付けられる。

以下第６図を参照してブラシレス直流モータの駆動回路
および回転数検出回路について説明すると、フォトイン
タラプタ３ａ、３ｂ、３ｃの発光部に流す電流は抵抗１
１．１４，１７により制限され、発光量が規定される。

透過光量の変化は第７図のＢ、Ｃ，Ｄで示す電圧波形の
ように、負荷抵抗１２．１５．８１を通してフォトイン
タラプタ３ａ 、３ｂ 、３ｃの受光部のコレクタに現
われる。

この出力は次段のトランジスタ１３，１６゜１９により
電力増幅され、電機子巻線２２ａ。

２２ｂ 、２２ｃを駆動する。

一方、回転数検出においても同様、フォトインクラブタ
８の発光部に流す電流は抵抗２０によって制限され、発
光量が規定される。

透過光量の変化として第７図のＡで示す電圧波形が負荷
抵抗２１０両端に現われる。

この出力は回転数の計数または速度制御等に使用される
。

上記の光電変換方式による回転子位置および回転数検出
装置を用いたブラシレス直流モータには次のような欠点
があった。

（１）２枚の回転板を必要とするため空間的制約がある
。

（２）低トルクのブラシレス直流モータにおいては、２
枚の回転板による負荷は無視できない。

（３）部品点数が多く構造が複雑である。

従って高価格となり故障率も高い。

本考案はかかる事情に鑑みてなされたのであって、回転
子の位置を検出する区域と回転数を検出する部分とを透
過率を異ならしめて重畳した回転板で構威し、単一の回
転板により回転子の位置と回転数とを同時にデジタルで
検出できるようにすることにより、上記の従来例の欠点
を解消しようとするものである。

以下本考案の一実施例を図面によって詳細に説明すると
、第８図および第９図は３相２極ブラシレス直流モータ
２７を示し、図示してない回転子とこの回転子を駆動す
る電機子とで基本構成されていて、その端部にはフォト
インタラプタ（検出素子）２３ａ 、２３ｂ 、２３ｃ
が支持台２６に１２０°間隔で取付けられている。

またその端には、第１０図のように斜線部で示す中心か
ら見た角度１２０°だけ発光波長に対して透過率が階段
状に約５０多の半透明にして回転子の回転位置を検出す
る区域と、等角度で透過率に半透明部より透過率を２５
多程度下げる変化を透過率が０多の放射状の線と交互に
配置した回転子の回転数を検出する部分とが重畳されて
いるところの回転子位置および回転数検出用の回転板２
４がボセ２５を介して回転子（図示せず）のモータシャ
フト２８に取付げられている。

この回転板２４は第９図に示すように、フォトインタラ
プタ２３ａ 、２３ｂ、２３ｃの発光部と受光部との中
間に配置されている。

以下第１１図を参照してブラシレス直流モータの駆動お
よび回転数検出回路について説明すると、フォトインタ
ラプタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの発光部に流す電流は抵
抗２９，３２．３５により制限され、発光量が規定され
る。

第１０図に示す回転子位置および回転数検出用回転板２
４による透過光量の変化は第１２図のＣ，Ｄ、Ｅで示す
電圧波形のように負荷抵抗３０，３３，３６を通してフ
ォトインタラプタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの受光部のコ
レクタに現われる。

この出力は抵抗３１゜３３．３７を通して次段のトラン
ジスタ３８．３９４０により電力増幅され、電機子巻線
４１ａ。

４１ｂ、４１ｃを駆動する。

一方、回転数検出については、フォトインタラプタ２３
ａ 、２３ｂ 。

２３ｃのダイオード４２，４３，４４のオア出力を抵抗
４５．５５を通してトランジスタ４６に加えることによ
り回転子位置検出用信号に重畳されている回転数検出用
信号を増幅し、負荷抵抗４７には第１２図Ａで示される
電圧波形が現われる。

またこの信号はコンデンサ４８を介して抵抗４９゜５２
．５３、コンデンサ５０、ダイオード５１、オペアンプ
５４で構成される単安定マルチバイフレータにより第１
２図Ｂに示すようにパルスが規格化される。

第１３図は他の実施例であって１２００毎に透過率を変
えた回転子位置および回転数検出用回転板２４において
、単一のフォトインタラプタの出力により電圧レベル判
定を行ない、各電機子巻線を駆動する回転子位置を検出
すると共に単一回転板にて等間隔で透過率を変えること
によりフォトインタラプタの出力で回転数を検出するよ
うにしたものである。

以上の説明から明らかなように、本考案においては、回
転子位置検出用回転板と回転数検出用回転板とを単一の
回転板に置換え、単一の回転板により回転子の位置およ
び回転数の信号を同時にデジタル信号で取出せるように
することにより、構造が簡単になり、かつ部品数も減少
し信頼性の向上を計ることが可能となる。

また、空間的な制約も排除でき負荷も軽減することがで
きるので小形低トルクのブラシレス直流モータが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は従来例について示すのであり、第
１図は３相２極ブラシレス直流モータの位置検出部の正
面図、第２図はブラシレス直流モータの側面図、第３図
は回転数検出部の正面図、第４図は回転子位置検出用回
転板の平面図、第５図は回転子回転数検出用回転板の平
面図、第６図はブラシレス直流モータ駆動回路および回
転数検出回路の結線図、第７図は同回路の各部の電圧波
形図、第８図ないし第１３図は本考案の一実施例につい
て示すのであって、第８図は３ 相２ 極７’ ラシレ
ス直流モータ回転子位置および回転数検出部の正面図、
第９図は直流モータの側面図、第１０図は回転子位置お
よび回転数検出用回転板の平面図、第１１図はブラシレ
ス直流モータ駆動回路および回転数検出回路の結線図、
第１２図は同回路の各部の電圧波形図、第１３図は他の
実施例の回転子位置および回転数検出用回転板の平面図
である。 ２３ａ〜２３ｃ・・・・・・フォトインタラプタ（検出
素子）、２４・・・・・・回転子位置および回転数検出
用回転板、２７・・・・・・ブラシレス直流モータ、４
１ａ〜４１ｃ・・・・・・電機子巻線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転子と、この回転子を回転駆動する電機子と、この電
   機子に巻設された電機子巻線と、この電機子巻線の通電
   を制御する駆動制御回路とを具備したものにおいて、前
   記回転子に異なる透過率で交互に配置してなり且つ所定
   の間隔を置いて周方向に並設した回転子の回転数を検出
   する部分と異なる透過率で階段状に配置し且つ所定の中
   心から見た角度をもって周方向に連設して回転子の回転
   位置を検出する区域とからなり前記回転数を検出する部
   分と前記回転位置を検出する区域とを重畳してなる回転
   板を設け、前記回転板の透過率を検出素子で検出して、
   この検出した信号を前記駆動制御回路に入力して前記回
   転子の回転数および回転位置を制御するように構成して
   なることを特徴とするブラシレス直流モータ。