JPS63114588A - ブラシレスモ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はテープレコーダあるいはビデイオテープレコー
ダ等に用いられるブラシレスモータに関する。

（ロ）従来の技術 最近テープレコーダあるいはビディオテーブレコーダ等
においては、雑音が発生しないことあるいは寿命が長い
ことのためブラシレスモータが多く用いられている。前
記ブラシレスモータは例えば実開昭５９−５３６９６号
公報に記載されているように、各相のフィルに順次電流
を流すため位置検出器にて回転子の位置を検出し、それ
によってスイッチング素子を順次オンオフさせる必要が
ある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 従来のブラシレスモータは上述したように、スイッチン
グ素子を順次オンオフさせるためホール素子の如き位置
検出器を必要としているが、しかしブラシレスモー、夕
は最近機器の小型化に伴い小型且つ薄型化きれてきたの
で、前記位置検出器を取付けるスペース的な余裕がなく
なってきた。

本発明はそこで位置検出器を用いることなくして回転子
の回転位置を検出しスイッチングトランジスタを順次オ
ンオフし、各相のコイルに順次電流を流すことが出来る
ようにするとともに、スイッチを切換えることによって
前記各相のコイルに流れる電流の順序が変えられ、回転
方向を簡単に変えられるようにしたブラシレスモータを
提供するものである。

（ニ）問題点を解決するだめの手段 本発明のブラシレスモータは上述したように複数の相を
構成する第１．第２及び第３コイル、各相ごとに設けら
れ前記第１．第２及び第３コイルに誘起される電圧を一
定比で重畳して得た電圧と基準電圧とを比較する第１．
第２及び第３比較器、スイッチにて切換えられ前記第１
．第２及び第３比較器の出力を第１．第２及び第３比較
器の順にあるいはその逆に方向付けて加える複数のダイ
オードと、前記−のダイオードに流れる電流にて導通し
前記第１．第２又は第３コイルの一を通電するスイッチ
ングトランジスタとにより構成される。

（＊）作用 本発明のブラシレスモータは上述の如き構成をなすので
、回転子が回転されることにより各コイルに電圧が誘起
される。その誘起された電圧は各比較器の一入力端子に
一定の比で重畳諮れ他入力端子に加えられている基準電
圧と比較され、−比較器の出力を負電圧とし他比較器の
出力を正電圧とするので−っのダイオードが通電し、該
ダイオードに接続されてい−るスイッチングトランジス
タをオンし一つのコイルに通電し励磁する。回転子が回
転されると各コイルに誘起される電圧が変化し、それま
で負電圧であった比較器の出力が正電圧となり他の比較
器の出力が負電圧となるので、前記と異なるダイオード
が通電し他のコイルを励磁する。このようにして各相の
コイルを順次励磁し回転子を回転きせることが、さらに
スイッチを切換えると前記ダイオードの接続方向が変り
各コイルに励磁される順序が変って回転方向を逆転出来
る。

（へ）実施例 本発明のブラシレスモータの実施例を図面に従って説明
する。

第１図において、（１）（２）（３）はＵ、Ｖ及びＷ相
となる第１．第２及び第３コイルで、一端は共通にして
電源に接続し、他端は第１．第２．第３スイツチングト
ランジスタ（４）（５）（６）を介し接地される。（７
）（８）＜９）は各相ごとに設けられた第１゜第２及び
第３比較器で、一端は夫々抵抗＜１０＞（１１）（１２
）を介して前記第１．第２及び第３コイル（１）（２）
（３）に接読される一方、抵抗（１３）（１４）（１５
）及びダイオード（１６）〜（２１）を介し前記と異な
る第１゜第２及び第３コイル（１）（２）（３）に接続
されている。さらに第１．第２及び第３比較器（７）（
８）（９）の出力側は切換スイッチ（２３）　（２４）
（２５）を介してダイオード（２６）〜（３１）にて接
続されており、切換スイッチ（２３）（２４）（２５）
を図示の如く切換えると第３、第２．及び第１比較器（
９）（８）（７）の順に出力が加えられ、切換スイッチ
＜２３）＜２４）（２５）を図示と逆に切換えると第１
．第２及び第３比較器（７）（８）〈９）の順の出力が
加えられる。そしてダイオード（２６）又はダイオード
（２７）に電流が流れると第１スイツチングトランジス
タ（４）がオンし第１コイル（１）を励磁し、ダイオー
ド（２８）又はダイオード（２９）に電流が流れると第
２スイツチングトランジスタ（５）がオンし第２コイル
（２）を励磁し、同様にダイオード（３０）又はダイオ
ード（３１）に電流が流れると第３スイツチングトラン
ジスタ（６〉がオンし第３コイル（３）を励磁する。尚
前記抵抗＜１０）（１１〉（１２）の抵抗値は抵抗（１
３）（１４）（１５）の抵抗値の医倍になるようにして
いる。

次に本発明のブラシレスモータの動作を説明する。今切
換スイッチ（２３）（２４）（２５＞を図示の如く切換
え、通電を行なうと正弦波に着磁されているマグネット
を有する回転子（図示せず）が正方向に回転され、第３
図（イ）に示すようにＵ相の第１コイル（１）、■相の
第２コイル（２）及びＷ相の第３コイル（３）の順で１
２０度位相の異なる正弦波の誘起電圧ｕ、ｖ、ｗを生じ
る。ここで各相の通電タイミングを考慮すると、例えば
Ｗ相の第３コイル（３）には第３図で示すｔｏ　　ｔ＋
の期間に通電される。この１、−１　、の期間における
誘起電圧の関係は（１）式の通りである。

２　Ｅｗ＋　（Ｅ　ｕ　ｏｒ　ＥＶ）　＜　Ｖｓ　　−
・＝・”（１）ここでＥｕ・・・・・・第１コイル（１
）に誘起される誘起電圧 Ｅｖ・・・・・・第２コイル（２）に誘起される誘起電
圧Ｅｗ・・・・・・第３コイル（３）に誘起される誘起
電圧■８・・・・・・第１．第２及び第３コイル（１）
（２）（３）を結合した中性点の電位である。

第１図Ｆ点において誘起電圧Ｅｏ又は誘起電圧Ｅｖはダ
イオード（２０）（２１）により大きい方のみが誘起電
圧Ｅｗに重畳されるので第３比較器（９〉の正入力端子
点Ｃに加えられる電圧は ２　ＥＷ＋　（ＥＵ　ｏｒ　Ｅｖ）　　＝（２）となる
（第５図（ニ））。

従ってＷ相の第３コイル（３）をオンするのは、前記（
２〉式の電圧が前記中性点の電位ｖＮと比較して負にな
る期間である。即ち前述のｔｏ　　ｉ＋の期間では第３
コイル（３）に誘起され抵抗（１２）に生じる最大電圧
）以下となり、さらに第１コイル（１）又は第２コイル
（２）に誘起され抵抗（１５）に生じる電圧はＥ。より
大きくなることがないから前記（２）式で示す第３比較
器（９）の正端子に加わる電圧は負端子に加わる■９よ
り常に負となるので、第３比較器（９）の出力は負とな
る。

一方第１比較器（７）の正入力端子Ａ点に加わる電圧は ２　Ｅ　ｕ＋　（Ｅｗ　ｏｒ　Ｅｙ）　　””・・・（
３）となり、常に負入力端子に加わる電圧ｖＨより大き
くなるので、第１比較器（７）の出力は正となる。従っ
てダイオード（３１）は導通し第３スイツチングトラン
ジスタ（６）に順バイアス電圧を加え該第３スイツチン
グトランジスタ（６）をオンさせるため、第３コイル（
３〉に電源よりの電圧が供給される。

回転子の回転が進みｔｌ−ｔ２の期間になると、第１比
較器（７）の正端子Ａ点に加えられる前述（３）式の電
圧が中性点の電位ＶＮより負になり（第３図ハ）、第２
比較器（８）の正端子Ｂ点に加わる電圧は ２　Ｅｖ＋　（Ｅｖ　ｏｒ　Ｅｗ）　　””（４）で中
性点の電位ｖＮより正となるため（第３図二）、該第２
比較器（８）の出力が正電圧となりダイオード（２９）
が導通し、第２スイツチングトランジスタ（５）に順バ
イアス電圧を加え該第２スイ・ンチングトランジスタ＜
５）をオンし第１コイル（１）に電源よりの電流を流す
。

回転子がさらに回転しｔｚ　　ｉａの期間になると、第
２比較器（８）の正端子Ｂ点に加わる電圧が中性点の電
位ＶＮより負となり（第３図口）、該第２比較器（８）
の出力が負となって第３比較器（９）の出力が正となる
ため、ダイオード（２９）がオンし第２スイツチングト
ランジスタク５〉に順バイアス電圧を加え該第２スイツ
チングトランジスタ（５）をオンし第２コイル（２〉に
電源よりの電流を流す。

回転子がｔｚ　　ｉｏの期間より回転されると再びＴ＝
　　Ｔ’＋の期間になり、前述の如・くスイッチングト
ランジスタ（６）を導通し第３コイル（３）に電源より
の電流を流し第１コイル（１）を励磁する。このように
第１．第２及び第３スイツチングトランジスタ（４＞（
５）（６）を導通する。

次に切換スイッチ（２３）（２４）（２５）を図示と逆
に切換えると前記ダイオードの通電する向きが逆となり
、回転子を逆回転きせる。即ち回転子が逆回転されると
、第１．第２及び第３コイル（１）（２）（３）には第
４図（りに示す如き誘起型ＪＥｕ、ｖ、ｗが生じ、ｔｏ
　　ｔｃ期間では第２比較器（８）の正端子に加えられ
る（４）式で示す電圧が負端子に加えられる電位ＶＮに
対し負になり出力端子に負電圧を生じるが、第１比較器
（７）の正端子は電位ＶＮに対し正となるので出力端子
に正電圧を生じ、ダイ才−ドク２８）をオンに第２スイ
ツチングトランジスタ（５）に順バイアス電圧を加え、
該第２スイツチングトランジスタ（５）をオンし第２コ
イル（２）に電源よりの電圧を供給し励磁する。

回転子が回転しｔｌ　　Ｌｘの期間では第１比較器（７
）より負出力電圧を生じ、第３比較器（９）の出力端子
は正電圧が生じるのでダイオード（２６〉が導通きれ、
それにより第１スイツチングトランジスタ（４）もオン
され第１コイル（１）は励磁される。斯様に回転子の回
転に伴い第２スイツチングトランジスタ（５）、第１ス
イツチングトランジスタ（４〉及び第３スイツチングト
ランジスタ（６）の順で導通され第２コイル（５）、第
１コイル（４）及び第３コイル（６）を順次励磁して回
転子を反時計方向に回転させる。

本発明のブラシレスモーフの実際の回路を示したのが第
３図で、第１．第２及び第３比較器り７）（８）（９）
は夫々トランジスタ（４０）〜（４５）で構成され、前
記トランジスタ（４０）（４２）　（４４＞のベースは
第１図の正端子に相当し前記抵抗（１０）〜（１５）及
びダイオード（１６）〜（２１）を介し第１．第２及び
第３コイル（１）（２）（３）の誘起電圧が加えられ、
又トランジスタ（４１）（４３）（４５）のベースは共
通接続され中性点電位ＶＣＣが加えられ、さらにトラン
ジスタ（４６）（４７＞（４Ｂ）は前記トランジスタ（
４０）（４２）　（４４）にて制御される。トランジス
タフ４９）〜（５４）は切換スイッチ〈５５）にて選択
的にオンオフされモータの回転方向を切換える。

今切換スイッチ（５５）の接片が図示の状態に切換えら
れているとトランジスタ（５２）（５３）（５４）がオ
ンされる。そして第３図の１、−１　、の期間ではトラ
ンジスタ（４０）のベース電圧はトランジスタ（４１）
のベース電圧ＶＣＣより負となるので、トランジスタ（
４０）はオフきれトランジスタ（４６〉もオフされる。

従ってダイオード接続されたトランジスタ＜２２）はオ
ンし、該トランジスタ（２２）に電流が流れカレントミ
ラー回路によりトランジスタ（５７）（５８）（５９）
にも電流が流れトランジスタ（６）をオン許せ、第３コ
イル（３）に電流を流し励磁きせる。このときトランジ
スタ（４２）（４４）のベース電圧はトランジスタ（４
３＞（４５）のベース電圧より正となるため、トランジ
スタ（４２）　（４４）をオンしトランジスタ（４７＞
（４８）をオンさせるので、トランジスタ（４）（５）
はオフされ第１第２コイル（１）（２）に電流が流れる
ことがない。回転子が回転し＠ｔ−ｔｘの期間になると
、トランジスタ（４２）のベース電圧がトランジスタ（
４３）のベース電圧に比して負となるのでトランジスタ
（４２）がオフし、又トランジスタ（４７）もオフされ
トランジスタ（２３）がオンさせる。−１３点は正電圧
となるのでトランジスタ（４４）はオンされトランジス
タ（４８）もオンさせ、電源よりの電流はトランジスタ
（４８）トランジスタ（５４）を通ってダイオード接続
されたトランジスタ（２３）に流れる。それ故カレント
ミラー回路によりトランジスタ（６１）（６０バ６２）
に電流が流れトランジスタ（４）をオンし第１コイル（
１）を励磁する。さらに回転子が１　、−１　、の期間
ではトランジスタフ５）がオンし第２コイル、（２）に
電流を流し励磁する。従って前記コイル（１）（２）（
３）は第３図（イ〉に示すように順次励磁きれ回転子を
正回転させる。

次に切換スイッチ（５５）の接片を図示と逆のｃｃＷ側
に切換えると今度はトランジスタ＜４９）（５０）（５
１）がオンされトランジスタ（５２バ５３）（５４）が
オフされる。そして第４図においてｔｏ　　ｔｔの期間
ではトランジスタ（４８）がオフしトランジスタ（２４
）がオンされるので、電源よりの電流はオンされている
トランジスタ（４７）（５０）を通って前記トランジス
タ（２４）に流れる。従ってカレントミラーによりトラ
ンジスタ（６３）（６４＞（６５）にも電流が流れ、ト
ランジスタ（５）をオンし、第２コイル（２）を励磁す
る。第４図の１＋　　１＊の期間になるとトランジスタ
（４７）がオフされトランジスタ（２３）がオンされる
ので、トランジスタ（６１）（６０）（６２）に電流が
流れトランジスタ（４）をオンし第１コイル（１）を励
磁する。さらにｔｔ−ｔｓの期間になるとトランジスタ
（６）をオンし第３コイル（３）を励磁する。斯様に切
換スイッチ（５５〉を図示と反対側に切換えたときは第
６図（ホ）に示すように第１．第３．第２コイル（１）
（３）（２）の順で励磁し回転子を前述とは逆回転させ
る。

（ト）発明の効果 本発明のブラシレスモーフは上述した如く、各相ごとに
各コイルに誘起される電圧を一定比で重畳して得た電圧
と基準電圧とを比較する比較器を設け、前記比較器の出
力をスイッチにて切換えられる複数のダイオードにて順
にあるいはその逆に方向付けて加えるようにし、前記ダ
イオードに流れる電流にて対応するスイッチングトラン
ジスタを順次あるいはその逆にオンし、各フィルに通電
するようにしたので回転検出素子を用いることなくして
回転子の方向を正逆いずれにも回転出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモーフのブロック図、第２
図は本発明のブラシレスモーフの回路図、第３図及び第
４図は本発明のブラシレスモーフの特性図である。 （１）（２）（３）・・・第１．第２及び第３コイル、
　（４）（５）（６）・・・第１．第２及び第３スイツ
チングトランジスタ、　（７）（８）（９）・・・第１
．第２及び第３比較器、　（２３）（２４）（２５）・
・・切換スイッチ。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　西野卓嗣　外１名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の相を構成する第１、第２及び第３コイル、
   各相ごとに設けられ前記第１、第２及び第３コイルに誘
   起される電圧を一定比で重畳して得た電圧と基準電圧と
   を比較する第１、第２及び第３比較器、スイッチにて切
   換えられ前記第１、第２及び第３比較器の出力を第１、
   第２及び第３比較器の順にあるいはその逆に方向付けて
   加える複数のダイオードと、前記一のダイオードに流れ
   る電流にて導通し前記第１、第２又は第３コイルの一を
   通電するスイッチングトランジスタとよりなるブラシレ
   スモータ。