JPS6028231B2 - ブラシレスモ−タ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は永久磁石によりなるローターの位置を検出し、
その検出出力によりステーターに配置した駆動コイルへ
の通電順序を切換えてローターを回転させるブラシレス
モーターに関するものである。

ブラシレス直流モーターにおいては永久磁石よりなるロ
ーターの位置を検出する手段としては各種の方法がある
が、感磁素子により磁界変化を検出する方法、光源とと
受光素子の組合せによりローターの位置による反射光ま
たは透過光の変化を検出する方法等が知られている。

何れの方法にしても検出手段の出力によりステーターに
配置した駆動コイルへ流す電流を切換え制御することに
より正方向または逆方向の回転を得ることができる。従
来知られているブラシレスモーターは構成が複雑であり
、モーターの小型化には適さない構成であった。例えば
特公昭４４−１７０班号に示されるブラシレスモーター
の例では三つの駆動コイルへの通電順序を決定するため
に二つの光源並びに三つの光電素子及びローターにより
回転されるスリットを必要とし、正、逆回転には光源を
切換えて通電制御を行わせている。

従ってその配置、構造も複雑となると同時にその配置精
度も求められ、結果として小型のブラシレスモーターに
は不向きな構成である。本発明の目的は上述従来例の問
題点を改善せんとするものであり、その特徴とするとこ
ろは、反射率を異にする三種類以上の反射部を有し、相
互にその反射率配置が反対順序である反射面を１対設け
、これをロータ−と共に回転させると共に、投光用の発
光手段からの該反射面反射光を受光手段により反射率に
応じて三種類以上のステップ状の電気信号から成る回転
制御信号を出力させ、該信号の各電気信号に対応する駆
動コイルを順次通電するための判別手段を有し、該判別
手段によって駆動コイルの通電順序を制御してローター
を正方向へ回転させ、他方受光手段が他の反射面からの
反射光を選択する際には、前記制御信号中の各電気信号
が駆動コイルを反対順序で通電制御し、ローターを反対
方向へ駆動する様に構成したものである。

この結果、二つの反射面対を用いることにより極めて簡
単な構成により、正逆駆動方向の切換えが行われ、同時
に各駆動の際の通電制御が、夫々駆動コイルに対応する
数の反射率に基づく光電信号が受光手段を用いて行われ
るため確実な通電制御が可能となるものである。

以下図面によって本発明の具体的実施例を説明する。

第１図は本発明によるブラシレスモータ−の構成及び組
立説明図であり、第２図はその断面図である。図におい
て、Ａは環状構造の永久磁石よりなるローターで図示せ
ざる回転軸によって回転自在に取付けられている。Ａの
外側は二つの反射面３，４が中間面５をはさんで設けら
れている。図示の如く３つの部分に分け、第１の反射面
３にはそれぞれ白、灰及び黒の３色を１２００ずつ塗り
、夫々白反射部ａ、灰色反射部ｂ、無反射部ｃを形成し
ている。中間面５は全周を真黒に塗り、無反射面を形成
する。また第２の反射面４は第１の部分と同様に白、灰
及び黒を１２００ずつ、第１の反射面３と１２０ｏの位
相差を持たせて塗り、夫々白反射部を、灰色反射部ｂ′
、無反射部ｃ′を形成している。白反射部ａ，ａ′は反
射率が最も高く、又灰色反射部ｂ，ｂ′は中間的反射率
を、又無反射部は反射率は約零となる様な塗料が用いら
れるが、その反射率の大小関係が上述の如くなれば、そ
の色については適宜のもので良い。

ローターＡは第３図の如く、その円筒上部は、軸受７を
有する円板６と一体化されて居り、固定台９に楯設した
軸８の先端部が、軸受７が回軸可能に挿入されている。
Ｂは軟磁性材料よりなる磁心で、その中心には前記ロー
ターの回転軸を通す軸８を設け、これから放射状に延び
た部分に駆動コイルＬ，，−，Ｌ３が巻回されてステー
ターを構成する。これらは固定台９に取付けられロータ
ーＡの内側に配設される。Ｎ，Ｓはローターを構成する
環状磁石の磁極を示し、このローターの外側面に対接し
て発光手段としての光源１及び受光素子２よりなる位置
検出素子が前記ステーターに固定されている。受光素子
１はローターＡの回転軸８方向に摺動可能に配置されて
居り、各反射面３，４，５の位置にて固定できる構成と
なっている。光源１からの光はローター外側の反射面で
反射されて受光素子２に入射し、ローターの回転によっ
て反射面の反射率に対応してその出力が３段階にステッ
プ状に変化する。第４図は本発明によるブラシレスモー
ターの回路構成の一実施例を示す回路接続図で、３組の
コイルを通電制御する駆動回路よりなる装置を示してあ
る。

図において、Ａはローター、１及び２は光源及び受光素
子で、第１図乃至第３図に示すように構成されている。
またＬ，，−及びＬは駆動コイルで、ステータ−の磁Ｄ
上に第２図に示すように巻回されている。１の光源は例
えば発光ダイオードの如きものを用い、２の受光素子は
Ｃｄｓの如き光導電素子を用いる。

Ｅは電源、Ｑ，〜Ｑ６は駆動回路のトランジスタ、Ｄ，
〜Ｄ６はダイオード、Ｒ，←Ｒ７は抵抗である。図にお
いて、光源１は電源Ｅよりの給電により一定光量を発光
しており、その光がローターＡの外側面で反射されて受
光素子２へ入射する。今受光素子２の位置が反射面３に
対向して配置されているとすると、同図において受光素
子２は無反射部ｃに対向しているため受光素子２の出力
電圧Ｖｏは０．６〜１．２Ｖと低電位になる。Ｖｏがこ
の範囲の電位にあるとき、駆動回路のトランジスタのう
ちＱ６がオンし、判別手段を構成するダイオードＤ，，
Ｄ３，Ｄ４の電圧降下によりトランジスタＱ２，Ｑ４は
オフ状態を維持する。トランジスタＱ６オンによりコイ
ルＬに駆動電流が流れ、これにより、コイル−に対応す
るコアーの先端がＮ極となるのでローターＡは左方向に
回転する。この間トランジスタＱ５はそのベース極に接
続されている抵抗Ｒ７、ダイオードＤ６の電圧降下によ
りオフ状態を維持している。ロ−ターＡの回転により位
置検出部用、発光源１、受光素子２はローター外側面の
反射部ｂの部分（灰色）に対向するようになり受光素子
２の出力Ｖｏは１．２〜１．８Ｖの電位にステップ状に
上昇する。Ｖ。電圧の上昇によりトランジスタＱ５はオ
フ状態からオン状態となるため、トランジスタＱはオフ
状態となりコイルＬ３への通電はカットされる。同時に
駆動回路のトランジスタＱ２がオンし、またトランジス
タＱ４は判別手段のダイオードＰ３，Ｐ４の電圧降下の
ためにオン状態とならずオフ状態のままである。従って
Ｑ２のオンによりコイルＬ，に駆動電流が流れてＬ，に
対応するコァーの先端がＮ極となるのでローターＡは左
回転を続ける。ついで受光素子２にローターＡのａ反射
面部分（白色）が対向すると受光素子２の出力Ｖｏは１
．８〜２．４Ｖとなり、この電位ではＱ４がオンする。
このときダイオードＤ，，Ｄ２による電圧降下はあるも
、Ｖｏの上昇によりトランジスタＱ，がオンしてＱ２が
オフされ、Ｑはオフ状態にあるのでトランジスタＱのオ
ンによりコイルＬに駆動電流が流れＬ２に対応するコア
−の先端がＮ極となり、ローターＡは左回転を続ける。
以上の動作を順次くり返してモーターは左回転を継続す
ることになる。つぎに光源１並びに受光素子２を第１図
において下方向位置に切換える。

すなわち受光素子２を反射面４に対向する位置迄移動す
る。この位置では受光素子２は反面４のａ′部分に対向
するので上記と同様にして駆動用トランジスタのＱがオ
ンしコイルＬＢに駆動電流が流れてコイルＬに対向する
コアーの先端がＮ極となる。これによりローターＡは右
方向へ回転する。同様にしてローターの回転により、反
射面４のｂ部分が受光素子２に対向するとトランジスタ
Ｑ２がオンし、コイルＬ，に駆動電流が流れてローター
Ａは右回転を続け、ついでローターが回転を続け、反射
面４のｃ部分に受光素子２が対向すると、トランジスタ
ＱがオンしてコイルＬ３に駆動電流が流れローターＡは
右回転を続ける。このようにしてモーターの右回転が継
続して行われることになる。ローターＡが回転している
間、反射面３又は４の各反射部ａ，ｂ，ｃ（ａ′，ｂ′
，ｃ′）に対応したコイルＬ〜−のいずれかのみが駆動
電流が付勢され、他のコイルには付勢電流は遮断される
ため、右、左回転いずれにせよ、各ロータ−は一定の位
置制御され乍ら円滑に回転駆動が行われることになる。

尚第４図の回路構成において駆動コイルＬ２の駆動用の
抵抗Ｋ５、ダイオードＤ５、トランジスタＱは設けなく
てもよい。以上の様に、本発明においては、一対の反射
面を設け、夫々順序を反射率を異にした三種以上の反射
部から構成することにより受光手段を用いるだけの簡単
な構成で、回転制御を行わせ、又受光手段の反射光選択
操作により正、反転の切換えを同時に行い得るものであ
る。

従って部品組入スペースの少ない小型のブラシレスモー
ターに極めて有効である。更に、本発明に依れば、反射
率の異なる反射部をローター上に順序を変えて配置する
ことにより駆動コイルの制御信号を受光素子の入力信号
として取り出すことができるので、ローター部分の構成
がコンパクトになる利点を有し、又、更に判別手段を駆
動回路に一体的に構成することができ、回路構成上も簡
易にすることができる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブラシレスモーターの全体構成図
、第２図は第１図示モーターのＹ−Ｙ′断面図、第３図
は第１図示モーターの組立説明図、第４図は第１図示モ
ーターに組込まれる駆動コイル通電制御用駆動回路構成
図。 Ａ……ローター、Ｂ……ステーターの磁心、Ｃ…・・・
固定台、Ｌ，Ｌ，Ｌ３……駆動コイル、１…・・・発光
光源、２・・…・受光手段、３・・・・・・第１の反射
面、４・・…・第２の反射面、Ｅ・・・・・・電源、Ｑ
，〜Ｑ６・・・・・・駆動用トランジスタ。 第７図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 永久磁石よりなるローターの面上の回転方向に所定
   の順序に配置された三種類以上の反射率の異なる反射部
   を有する第１の反射面と、該第１の反射面と順序が反対
   に配された反射率の異なる反射部を有する第２の反射面
   が前記第１の反射面と並列に配されており、前記第１の
   反射面又は第２の反射面のいずれかに投光する投光手段
   と、前記反射面からの反射光を受光し、前記反射光量に
   応じてステツプ的にレベルの異なる回転制御信号を出力
   する受光手段と、 三つ以上の駆動コイルに通電制御す
   る駆動回路と及び、前記駆動回路と接続し前記受光手段
   からの回転制御信号によつて前記駆動コイルの通電順序
   を選択する判別手段を有し、 前記投光手段からの投光
   を前記第１の反射面又は前記第２の反射面に選択的に変
   えて前記駆動コイルへの通電順序を変えてローターの回
   転を逆転自在としたブラシレスモーター。