KR20090060166A

KR20090060166A - 브러시리스 모터

Info

Publication number: KR20090060166A
Application number: KR1020080122102A
Authority: KR
Inventors: 시게오 하야시; 요스케 가와노; 사토시 고마츠
Original assignee: 니혼 덴산 가부시키가이샤
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2009-06-11
Also published as: JP2009142064A; US20090146598A1; KR101073325B1; US8054024B2

Abstract

본 발명은 근사 정현파 센서리스 구동을 이용해도, 고정밀도의 자극위치의 검출을 실현한 브러시리스 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 의한 브러시리스 모터는, 중심축을 회전축으로 해서 회전하는 회전체와, 상기 회전체와 동축상으로 배치된 로터 마그넷과, 상기 로터 마그넷과 대향하는 스테이터와, 상기 스테이터에 감겨진 코일을 구비하고, 상기 센서리스 구동 회로는, 상기 브러시리스 모터를 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파 성분을 포함한 신호에 의거하여 구동 제어하고, 상기 로터 마그넷이 상기 스테이터에 대해 회전하는 것에 의해서, 상기 코일에 발생하는 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 근사 정현파 센서리스 구동을 이용하면서도, 고정밀도의 자극위치의 검출을 실현한 브러시리스 모터를 제공할 수 있다.

Description

브러시리스 모터{BRUSHLESS MOTOR}

본 발명은 센서리스 구동 회로에 의해서 구동되는 모터에 관한 것이다.

종래부터, 브러시리스 모터는 광범위한 가변 속도 제어 및 전류 소비량 저감을 위해, 인버터 장치를 사용한 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM)로 구동되고 있다. 예를 들면, 3상의 코일을 갖는 브러시리스 모터의 내부에는 로터 마그넷의 자극위치를 검출하기 위한 홀 소자 등의 위치 센서가 전기각 120도마다 배치되어 있다. 브러시리스 모터는 이들 위치 센서에 의해서 얻어지는 자극 위치에 대응한 신호에 의거하여 인버터 장치에 있어서의 각 스위칭 소자를 구동하는 것에 의해서, 근사(近似)정현파 구동을 실행한다.

또한, 브러시리스 모터의 저비용화 및 소형화를 목적으로 하여, 위치 센서를 이용하지 않은 센서리스 구동 기술이 각종 개발되고 있다. 이 센서리스 구동을 실현하는 수단으로서, 120도 통전방식이나 180도미만의 광각 통전방식을 이용하고, 비통전 기간에 발생하는 유기 전압의 제로 크로스점을 검출하는 방법이 있다. 그 때문에, 이들 통전방식에서는 자극위치의 검출을 위해 각 상(相)에 비통전 기간이 필요하다. 그 때문에, 비통전 기간의 존재가 원인으로 되어, 통전 전환의 타이밍에 있어서 진동 및 이 진동에 수반하는 소음이 발생하고 있었다.

그래서, 근래, 비통전 기간을 필요로 하지 않는 저진동 및 저소음을 실현한 근사 정현파 센서리스 구동이 개발되고 있다(이와 같은 비통전 기간을 필요로 하지 않는 근사 정현파 센서리스 구동의 예로서, 예를 들면 특허문헌 1 참조).

(특허문헌 1) 일본국 특허공개공보 제2006-230120호

여기서, 근사 정현파 센서리스 구동에서는 자극위치의 검출을 위해 비통전 기간 대신에 유기 전압에 포함되는 3N배 고조파 성분(N은 정의 정수)이 각각 중첩된 전압을 사용한다. 그 때문에, 저속회전에 의해서 유기 전압이 작은 경우 및 3배 고조파의 진폭비가 극히 작은 경우에 있어서는 자극위치의 검출을 정밀도 좋게 실행할 수 없는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 것은 근사 정현파 센서리스 구동을 이용해도, 고정밀도의 자극위치의 검출을 실현한 브러시리스 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 청구항 1에 의하면, 센서리스 구동 회로에 의해서 구동되는 브러시리스 모터로서, 중심축을 회전축으로 해서 회전하는 회전체와, 상기 회전체와 동축상(同軸狀)으로 배치된 로터 마그넷과, 상기 로터 마그넷과 대향하는 스테이터와, 상기 스테이터에 감겨진 코일을 구비하고, 상기 센서리스 구동 회로는, 상기 브러시리스 모터를 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파 성분을 포함한 신호에 의거하여 구동 제어하고, 상기 로터 마그넷이 상기 스테이터에 대해 회전하는 것에 의해서, 상기 코일에 발생하는 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터가 제공된다.

본 발명의 청구항 2에 의하면, 브러시리스 모터로서, 중심축과 동축상으로 배치된 로터 마그넷을 갖고, 상기 중심축의 주위를 회전하는 회전체와, 상기 로터 마그넷과 대향하는 스테이터 및 상기 스테이터의 코일에 대한 통전을 제어하는 것에 의해서 상기 회전체의 회전을 제어하는 센서리스 구동 회로를 갖는 고정체를 구비하고, 상기 센서리스 구동 회로는 상기 로터 마그넷이 상기 스테이터에 대해 회전하는 것에 의해서 상기 코일에 발생하는 유기 전압으로부터 상기 회전체의 회전 위치를 검출하는 위치 검출부와, 상기 위치 검출부에서 얻어진 상기 회전체의 위치 정보에 따라 통전 타이밍을 제어하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어 신호에 의거하여 상기 코일로의 통전을 전환하는 모터 구동부를 구비하고, 상기 위치 검출부는 상기 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파 성분을 포함한 신호를 이용하여 상기 회전체의 위치를 검출하고, 상기 유기 전압은 기본파에 대한 상기 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터가 제공된다.

본 발명의 청구항 1 및 청구항 2에 따르면, 유기 전압의 기본파에 대해 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상인 것에 의해서, 센서리스 구동 회로에 의해서 브러시리스 모터를 정상적으로 회전시킬 수 있다. 또, 본 발명의 브러시리스 모터는 해당 브러시리스 모터의 외부에 센서리스 구동 회로를 구비하고 있어도 좋다.

본 발명의 청구항 3에 의하면, 상기 로터 마그넷의 측면의 자속 밀도는 회전 각도에 대하여 근사 정현파 형상인 파형으로 분포하고, 상기 파형에 있어서 자극의 중심에는 오목부가 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 3에 따르면, 로터 마그넷의 측면의 자속 밀도 파형의 극 중심에 오목부가 마련되는 것에 의해, 유기 전압의 기본파에 대해 3배 고조파를 많이 함유할 수 있다. 따라서, 센서리스 구동 회로에 의해서 브러시리스 모터를 더욱 정상적으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 4에 의하면, 코일 인덕턴스의 최대값에 대한 상기 코일 인덕턴스의 상기 최대값과 최소값의 차인 변화량의 비율이 약 10% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 4에 따르면, 코일 인덕턴스의 최대값에 대한 코일 인덕턴스의 변화량이 약 10% 이상인 것에 의해서, 유기 전압 파형의 진폭을 크게 할 수 있다. 따라서, 브러시리스 모터를 저속 회전(예를 들면, 매분 40회전)으로 회전시켜도, 브러시리스 모터를 정상적으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 5에 의하면, 상기 스테이터는 중심축을 중심으로 한 직경 방향을 따라 신장하고, 둘레 방향으로 이간된 복수의 티스부를 구비하고, 상기 티스부에는 상기 로터 마그넷과 대향하는 확폭부 및 상기 확폭부로부터 직경 방향 내측으로 신장하는 베이스부가 마련되고, 상기 확폭부는 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭보다 큰 상기 둘레 방향의 폭을 가진 대향면과, 상기 대향면과 상기 직경 방향의 반대측에 마련되고 상기 베이스부의 측면과 연속된 내면을 갖고, 상기 대향면의 상기 로터 마그넷과 가장 근접하는 위치와 상기 중심축을 연결한 거리 R1과 상기 내면과 상기 중심축을 연결한 거리 D1의 비인 D1/R1의 값이 약 0.92 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 5에 따르면, D1/R1의 값이 약 0.92이하인 것에 의해서, 코일 인덕턴스의 변화를 로터 마그넷의 자극의 자속 밀도의 변화에 따라 변화시킬 수 있다. 따라서, 센서리스 구동 회로에 의해서 브러시리스 모터를 더욱 정상적으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 6에 의하면, 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 크기는 상기 직경 방향을 따라 변화하고 있고, 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 최대값 Wmax와 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 최소값 Wmin의 비인 Wmin/Wmax의 값이 약 0.7 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 6에 따르면, Wmin/Wmax의 값이 약 0.7 이상인 것에 의해서, 코일 인덕턴스의 변화를 로터 마그넷의 자극의 자속 밀도의 변화에 따라 변화시킬 수 있다. 따라서, 센서리스 구동 회로에 의해서 브러시리스 모터를 더욱 정상적으로 회전시킬 수 있다.

본 발명의 청구항 7에 의하면, 상기 센서리스 구동 회로는 상기 고정체를 구성하는 회로 기판상에 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 7에 따르면, 센서리스 구동 회로가 브러시리스 모터의 고정체의 회로 기판상에 구성되는 것에 의해서, 브러시리스 모터 이외에 센서리스 구동 회로를 위한 회로 기판을 구비할 필요가 없기 때문에, 브러시리스 모터를 탑재하는 기기를 소형화할 수 있다.

본 발명의 청구항 8에 의하면, 상기 회전체는 중심에 개구 구멍을 갖는 대략 원반형상의 디스크를 탑재하는 탑재부와, 상기 디스크를 착탈 가능하게 하는 척킹 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 8에 따르면, 디스크를 브러시리스 모터에 의해서 직접 회전시켰다고 해도, 정상적으로 회전하는 신뢰성이 높은 브러시리스 모터를 제공할 수 있다.

본 발명의 청구항 9에 의하면, 제 8 항에 기재된 브러시리스 모터를 탑재하고, 디스크를 구동하는 디스크 구동 장치로서, 상기 디스크에 발광 및 수광을 실행하는 광픽업 기구와, 상기 광픽업 기구를 직경 방향으로 이동 가능하게 하는 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 구동 장치가 제공된다.

본 발명의 청구항 9에 따르면, 저진동 및 저소음을 달성하면서도, 기록 재생 에러를 방지하는 신뢰성이 높은 디스크 구동 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 근사 정현파 센서리스 구동을 이용하면서도, 고정밀도의 자극위치의 검출을 실현한 브러시리스 모터를 제공할 수 있다.

(브러시리스 모터의 전체 구조)

본 발명의 브러시리스 모터의 실시의 일 형태에 대해 도 1 및 도 2를 참조해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 브러시리스 모터의 실시의 1형태를 축방향으로 절단한 모식 단면도이다. 또, 도 2는 도 1의 브러시리스 모터를 상측에서 본 평면도 이다.

도 1을 참조하면, 브러시리스 모터(10)는 소정의 중심축(J1)의 주위를 회전하는 로터 마그넷(23)을 갖는 회전부(20)와 로터 마그넷(23)과 직경 방향으로 대향하는 면을 갖는 스테이터(33)를 갖는 고정부(30)로 구성된다. 브러시리스 모터(10)는 CD나 DVD 등의 광디스크를 중심축(J1)을 중심으로 회전시키는 3상 구동의 스핀들 모터이다.

우선, 회전부(20)에 대해 설명한다.

회전부(20)는 중심축(J1)과 동축으로 배치되는 샤프트(21)와, 샤프트(21)에 고정되는 로터 홀더(22)와, 로터 홀더(22)에 고정되는 로터 마그넷(23)과, 로터 홀더(22)의 상측에 배치된 척킹 장치(24)를 구비한다.

로터 홀더(22)는 샤프트(21)의 외주면에 고정되는 대략 원통형상의 샤프트 고정부(221)와, 샤프트 고정부(221)의 축방향 하측으로부터 직경 방향으로 연장하는 평면인 덮개부(222)와, 덮개부(222)의 바깥둘레가장자리로부터 축 방향 하측으로 연장하는 원통부(223)로 구성된다. 그리고, 원통부(223)의 내주면에 대략 원통형상의 로터 마그넷(23)이 고정된다. 여기서, 본 실시형태의 브러시리스 모터(10)의 로터 마그넷(23)의 자극 수는 16이다. 또, 로터 마그넷(23)은 네오듐 자석(Nd-Fe-B)이다.

로터 홀더(22)의 덮개부(222)에 있어서의 직경방향 외측에는 축방향 상측으로 굴곡된 덮개부(222)와 대략 평행한 평면인 탑재부(224)가 형성된다. 그리고, 탑재부(224)에 있어서의 직경방향 외측에는 원환 형상의 고무로 된 탑재면(2241)이 마련된다.

로터 홀더(22)의 샤프트 고정부(221)의 외주면에는 척킹 장치(24)가 고정된다. 이 척킹 장치(24)는 디스크(도시하지 않음)의 중심 개구부와 접촉하는 센터 케이스(241)와, 센터 케이스(241)에 수용되는 코일 스프링(242)(본 실시예에서는 3개. 도 2 참조)과, 코일 스프링(242)에 의해서 직경방향 외측으로 힘이 가해지는 척 발톱(243)(본 실시예에서는 3개. 도 2 참조)으로 구성된다. 이 척 발톱(243)은 디스크의 중심 개구부 상부 가장자리에 접촉하는 것에 의해서 디스크를 유지한다. 또, 센터 케이스(241)에는 조심(調芯) 발톱(2411)(본 실시예에서는 3개. 도 2 참조)이 일체로 마련된다. 그리고, 이 조심 발톱(2411)이 디스크의 중심 개구부에 접촉하는 것에 의해서, 중심 개구부의 중심과 중심축(J1)이 일치하도록 조정한다.

다음에, 고정부(30)에 대해 설명한다.

고정부(30)는 샤프트(21)를 직경 방향으로 회전 자유롭게 지지하는 내주면을 갖는 대략 원통형상의 슬리브(31)와, 슬리브(31)의 외주면을 유지하는 내주면을 갖는 하우징(32)과, 하우징(32)에 고정되는 스테이터(33)와, 하우징(32)에 고정되고 스테이터(33)로부터 축방향 하측에 배치되는 부착판(34)과, 부착판(34)의 상면에 고정되는 회로 기판(35)과, 하우징(32)에 고정되고 하우징(32)의 내주면의 축방향 하측을 덮는 원반형상의 플레이트(36)와, 플레이트(36)의 상면에 배치되는 스러스트판(37)을 구비한다. 여기서, 슬리브(31)와 스러스트판(37)에 의해서 축받이부를 구성한다.

하우징(32)은 스테이터(33)를 고정시키는 베이스부(321)와, 베이스부(321)로부터 축방향 상측으로 연장하는 대략 원통형상의 원통부(322)로 구성된다. 하우징(32)의 내주면은 베이스부(321)의 내주면 및 원통부(322)의 내주면으로 구성된다.

스테이터(33)는 베이스부(321)의 상측에 형성된 제 1 외주 단부(3211)에 고정된다. 그리고, 부착판(34)은 베이스부(321)의 하측에 형성된 제 2 외주 단부(3212)에 고정된다. 또, 플레이트(36)는 베이스부(321)의 하측에 형성된 내주 단부(3213)에 고정된다.

하우징(32)의 원통부(322)의 축방향 상측에는 직경방향 외측을 향해 돌출된 걸어고정부(3221)가 원통부(322)와 일체로 형성된다. 걸어고정부(3221)의 외주면은 축방향 하측을 향해 직경방향 외측으로 경사진 경사면을 갖는다. 또, 로터 홀더(22)의 덮개부(222)의 하면에는 빠짐방지 부재(25)가 고정된다. 이 걸어고정부(3221)와 빠짐방지 부재(25)는, 회전부(20)가 축방향 상측으로 이동하는 것을 규제하는 역할을 한다.

스테이터(33)는 박판형상의 자성판을 축방향으로 복수 적층한 스테이터 코어(331)와, 스테이터 코어(331)에 도전선을 감는 것에 의해서 형성한 복수의 코일(332)로 구성된다. 스테이터 코어(331)의 외주면은 로터 마그넷(23)의 내주면과 직경 방향으로 대향해서 배치된다. 이들 복수의 코일(332)을 총칭해서 권선이라 한다. 코일은 U상, V상, W상의 3상으로 이루어지고, Y결선으로 결선된다. 여기서, 복수의 코일(332)에 있어서, U상을 구성하는 코일(332)군을 Lu, V상을 구성하 는 코일(332)군을 Lv, W상을 구성하는 코일(332)군을 Lw로 규정한다(도 3 참조).

스테이터(33)의 코일(332)에 전류를 통류하는 것에 의해서, 스테이터(33)는 자장을 발생시킨다. 그리고, 로터 마그넷(23)과 스테이터(33)는 회전 자계를 형성하는 것에 의해서, 중심축(J1)을 중심으로 하는 회전 토크가 발생하고, 회전부(20)가 회전한다.

또한, 부착판(34)에 있어서의 회전체(20)로부터 직경방향 외측에는 디스크(도시하지 않음)의 이면인 레이블(label)면에 형성되는 패턴 형성부(141)의 정보를 광학적으로 판독하는 위치 검출 기구(38)(도 2 참조)가 부착된다. 그리고, 디스크의 레이블면에 문자나 그림을 묘화(描畵)할 때에는 위치 검출 기구(38)가 내는 정보에 의거하여, 회전체(20)를 저속도(예를 들면, 매분 40회전)로 회전 제어한다. 또한 여기서, 위치 검출 기구(38)는 예를 들면 포토 센서이다.

(근사 정현파 센서리스 구동 회로의 구조)

다음에, 근사 정현파 센서리스 구동 회로의 전체 구조에 대해 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 브러시리스 모터를 구동하는 근사 정현파 센서리스 구동 회로의 전체 구조를 나타낸 회로도이다. 여기서, 근사 정현파 센서리스 구동 회로는 특허청구범위의 센서리스 회로에 대응한다.

근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)는 회로 기판(35)상에 구성된다. 따라서, 브러시리스 모터(10)와 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)가 별체(別體)로 되지 않는 것에 의해, 브러시리스 모터(10) 이외에, 근사 정현파 센서리스 구동 회 로(4)를 위한 회로 기판을 필요로 하지 않는다. 따라서, 브러시리스 모터(10)를 탑재하는 기기(예를 들면, 디스크 구동 장치)의 소형화를 도모할 수 있다.

도 3을 참조하여, 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)는 모터 구동부(41)와, 자극위치 검출부(42)와, 제어부(43)를 구비한다.

모터 구동부(41)는 전원(44)과 그라운드(GND)의 사이에 배치된다. 그리고, 모터 구동부(41)는 브리지 접속된 6개의 트랜지스터(411~416)(본 실시형태에서는 전계 효과 트랜지스터)로 구성된다. 그리고, 각 트랜지스터(411~416)에는 각각 다이오드(411a~416a)가 역(逆) 병렬 접속된다. 또한, 트랜지스터(411, 412, 413)는 트랜지스터(414, 415, 416)와 각각 직렬 접속된다. 여기서, 트랜지스터(411, 412, 413)는 모터 구동부(41)의 상측 아암을 구성하고, 트랜지스터(414, 415, 416)는 모터 구동부(41)의 하측 아암을 구성한다.

자극 위치 검출부(42)는 샘플 홀드 회로(421)와, 로우 패스 필터(422)와, 비교기(423)와, 기준 전압 Vr을 갖는 직류 전원을 구비한다. 샘플 홀드 회로(421)에는 스위치(4211)와 콘덴서(4212)를 구비한다.

제어부(43)는 지령 전압 생성부(431)와, 구동 신호 생성부(432)와, 지령부(433)와, 오차 증폭부(434)와, 삼각파 발생부(435)와, 전류 검출부(436)와, 샘플 홀드 신호 생성부(437)를 구비한다.

전류 검출부(436)는 모터 구동부(41)를 흐르는 전류의 크기를 검출한다. 그리고, 전류 검출부(436)의 검출 결과인 전류 검출 신호 CS를 오차 증폭부(434)에 출력한다. 지령부(433)는 브러시리스 모터(10)에 부가하는 토크를 지정하는 토크 지령 신호 EC를 생성한다. 오차 증폭부(434)는 토크 지령 신호 EC로부터 구해지는 목표 전류값과 전류 검출 신호 CS의 오차를 증폭한다. 그리고, 오차 증폭부(434)는 그 오차 결과를 나타내는 오차 증폭 신호 Va를 지령 전압 생성부(431) 및 샘플 홀드 신호 생성부(437)로 각각 출력한다.

샘플 홀드 신호 생성부(437)는 오차 증폭 신호 Va와 삼각파 발생부(435)로부터 생성되는 삼각파 신호 Vtri를 입력으로 하고, 모터 구동부(41)의 하측 아암인 트랜지스터(414~416)가 모두 온(ON)으로 되는 타이밍을 나타내는 타이밍 펄스인 샘플 홀드 신호 SH1을 자극 검출부(42)에 출력한다.

자극 검출부(42)는 샘플 홀드 신호 SH1의 신호 레벨에 따라 브러시리스 모터(10)의 중성점 전압 Vc를 샘플링 및 유지(sample and hold)한다. 이것에 의해, 자극 검출부(42)는 로터 마그넷(23)의 자극 위치, 즉 각 상에 발생하는 유기 전압의 위상을 검출한다. 그리고, 자극 검출부(42)는 그 검출 결과를 나타내는 위치 검출 신호 FG를 지령 전압 생성부(431)에 출력한다.

자극 검출부(42)의 스위치(4211)는 샘플 홀드 신호 SH1의 신호 레벨(H레벨, L레벨)에 따라 개폐 동작을 실행한다. 샘플 홀드 신호 SH1의 신호 레벨이 H레벨인 경우, 스위치(4211)가 닫혀 단락 상태로 된다. 이것에 의해, 브러시리스 모터(10)의 중성점 전압 Vc를 콘덴서(4212)에 의해서 검출한다(샘플링 동작).

다음에, 샘플 홀드 신호 SH1이 L레벨인 경우, 스위치(4211)가 열려 개방(open) 상태로 된다. 이것에 의해, 콘덴서(4212)는 샘플링한 전압을 유지한다(유지 동작). 상기와 같이, 샘플 홀드 회로(421)는 샘플 홀드 신호 SH1의 신호 레 벨에 따라 브러시리스 모터(10)의 중성점 전압 Vc의 샘플 홀드 동작을 실행하는 것에 의해서, 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1을 출력한다. 이 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1은 로우 패스 필터(422)에 입력된다. 그리고, 로우 패스 필터(422)는 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1에 포함되는 단차(段差)를 제거하는 것에 의해서, 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1을 평활화한다. 또한, 로우 패스 필터(422)는 단차가 제거된 신호 VcSH2를 비교기(423)에 출력한다. 비교기(423)의 한쪽의 입력 단자에는 신호 VcSH2가 입력되고, 다른쪽의 입력 단자에는 전원의 기준 전압 Vr이 입력된다. 그리고, 비교기(423)에 의해서, 펄스 신호인 위치 검출 신호 FG가 생성된다.

지령 전압 생성부(431)는 자극 검출부(42)로부터의 위치 검출 신호 FG 및 오차 증폭 신호 Va에 의거한 정현파형상의 3상 지령 전압 sinU, sinV, sinW를 각각 생성한다. 이 3상 지령 전압 sinU, sinV, sinW는 위상차가 각각 120도인 180도 통전 파형이다. 그리고, 지령 전압 생성부(431)는 3상 지령 전압을 구동 신호 생성부(432)에 출력한다. 구동 신호 생성부(432)는 3상 지령 전압을 이용하여 모터 구동부(41)의 트랜지스터(411~416)에 구동 신호를 출력한다.

또, 자극 검출부(42)의 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1은 각 상의 트랜지스터(414~416)가 모두 온으로 되기 때문에, 유기 전압에 포함되는 3N배 고조파 성분(N은 정의 정수)을 각각 중첩한 전압으로 된다. 또, 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1은 6배 고조파 성분, 9배 고조파 성분 등이 3배 고조파 성분에 비해 극히 작기 때문에, 3배 고조파 성분에 의한 전압으로 된다. 따라서, 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1의 진폭 Na는 유기 전압의 기본파 진폭 A에 대한 3배 고조파 성분의 진폭의 비(比)인 C의 곱, 즉 Na=A×C의 관계에 의해서 나타내어진다. 이 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1의 진폭이 큰 경우, 고정밀도로 자극 위치의 검출을 실행할 수 있다.

또, 본 발명의 브러시리스 모터에 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)를 이용하는 것에 의해서, 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)에서는 비통전 기간이 존재하지 않기 때문에, 비통전 기간에 발생하는 진동 및 이 진동에 기인하는 소음을 없앤 저진동 및 저소음의 브러시리스 모터를 제공할 수 있다.

(브러시리스 모터의 구조의 상세)

다음에, 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 유기 전압에 3배 고조파의 진폭비를 향상시키는 구조 및 코일 인덕턴스의 변화를 향상시키는 구조에 대해 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 로터 마그넷(23)의 자속 밀도를 회전각도에 대한 파형으로서 나타낸 그래프이다. 도 5는 제 1 비교예의 로터 마그넷의 자속 밀도이다. 또한, 도 6은 브러시리스 모터(10)의 스테이터(33)를 나타낸 상측에서 본 모식 평면도이고, 도 7은 스테이터(33)의 스테이터 코어의 일부를 확대한 확대도이다. 도 8은 본 실시형태의 스테이터(33)와 제 2 비교예의 브러시리스 모터의 스테이터의 코일 인덕턴스를 회전각도에 대한 파형으로서 나타낸 그래프이다. 도 5의 제 1 비교예의 브러시리스 모터에서는 로터 마그넷의 착자 방법만을 변경하고 있다. 그리고, 도 8에 있어서의 제 2 비교예의 브러시리스 모터에서는 스테이터의 티스부의 형상만을 변경하고 있다.

도 4를 참조하면, 도 4중의 그래프의 종축은 자속 밀도의 크기(단위: Tesla) 를 나타내고, 횡축은 중심축(J1)을 중심으로 한 회전 각도(단위: 도)를 나타낸다.

로터 마그넷(23)의 측면(예컨대, 내주면)의 자속 밀도 파형(231)은 회전각도에 대하여 근사 정현파의 파형으로 형성된다(도 4중의 실선의 파형). 즉, 로터 마그넷은 그 측면의 자속밀도가 회전각도에 대하여 근사 정현파의 분포를 갖도록 착자(着磁)된다. 그리고, 자속 밀도 파형(231)의 진폭의 극대값 부근 및 극소값 부근이 각각 로터 마그넷(23)의 자극 중심이다. 그리고, 자속 밀도 파형(231)이 제로(zero)로 되는 부근이 자극의 경계부이다. 자속 밀도 파형(231)의 진폭의 극대값 부근 및 극소값 부근에는 각각 제로를 향해 오목한 오목부(2311)가 마련된다. 또한, 도 4 중의 파선의 파형은 3배 고조파의 자속 밀도 파형(232)을 나타낸다.

본 발명의 로터 마그넷을 착자하는 착자기에는 로터 마그넷의 내주면과 대향하는 착자부의 로터 마그넷의 자극의 중심에 대응하는 위치에 오목부가 마련된다. 따라서, 착자기의 착자부는 복수의 원호형상의 외주면이 둘레 방향으로 이간해서 배치되는 것에 의해서 환상이 형성된다. 그리고, 착자부의 외주면은 로터 마그넷의 내주면과 직경 방향으로 간극을 거쳐서 대향하도록 배치된다. 착자부에 오목부가 마련되는 것에 의해서, 로터 마그넷의 착자시에 오목부만, 착자부의 다른 부위와 로터 마그넷의 내주면의 직경 방향의 간극의 크기가 다르기 때문에, 착자하는 자속 밀도가 변화된다. 또한, 예컨대, 일본특허 제3599547호에 개시된 착자기의 구성과 전반적으로 동일하되 오목부가 16개인 착자기를 이용하여 로터 마그넷을 착자해도 좋다. 이것에 의해, 로터 마그넷(23)의 자속 밀도 파형(231)은 오목부(2311)를 갖는 형상이 되도록 할 수 있다.

도 5를 참조하여, 도 5중의 그래프의 종축은 자속 밀도의 크기(Tesla)를 나타내고, 횡축은 중심축(J1)을 중심으로 한 회전 각도(도)를 나타낸다.

제 1 비교예의 브러시리스 모터의 로터 마그넷의 측면(예컨대, 내주면)의 자속 밀도 파형(231a)은 회전각도에 대하여 정현파의 파형으로 형성된다(도 5중의 실선의 파형). 즉, 로터 마그넷은 그 측면의 자속밀도가 회전각도에 대하여 정현파의 분포를 갖도록 착자된다. 또한, 본 실시형태의 브러시리스 모터(10)의 로터 마그넷(23)의 자속 밀도 파형과 같은 오목부(2311)는 형성되지 않는다. 또한, 도 5 중의 파선의 파형은 3배 고조파의 자속 밀도 파형(232a)를 나타낸다.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 실시형태의 브러시리스 모터(10)의 3배 고조파의 자속 밀도 파형(232)의 진폭은 제 1 비교예의 브러시리스 모터의 3배 고조파의 자속 밀도 파형(232a)의 진폭에 비해 큰 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 1 비교예의 브러시리스 모터의 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비는 약 0.43%인 것에 반해, 본 실시형태의 브러시리스 모터(10)의 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비는 약 1.36%로 향상되었다.

여기서, 본 발명의 브러시리스 모터는 로터 홀더의 외경이 약 26 ~약 30 의 범위내에 적용된다(본 실시형태의 로터 홀더(22)의 외경은 약 26 임). 또, 회전속도는 매분 약 40회전~매분 약 7000회전의 범위내에서 사용된다. 또, 코일을 형성하는 도전선은 스테이터의 1개의 티스부에 감는 권회수는 약 20~100회이다(본 실시형태에서는 약 60회). 이들 도전선은 각 티스부에 동일수의 권회수로 감겨진다. 또, 로터 마그넷의 자속 밀도의 최대값은 약 0.2 Tesla이다.

이들 조건하에 있어서, 브러시리스 모터를 정상적으로 구동시키기 위해서는 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비를 약 1% 이상으로 할 필요가 있는 것을 발견하였다. 즉, 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비가 약 1%보다 낮은 경우, 브러시리스 모터가 지정한 회전속도에 도달하지 않거나, 혹은 브러시리스 모터의 기동시에 회전속도가 일단 떨어져 버리는(즉, 브러시리스 모터가 원활하게 기동하지 않는) 등의 구동 이상이 발생해 버리는 문제가 있다. 그러나, 본 발명은 유기 전압의 기본파에 관한 3배 고조파의 진폭비를 약 1% 이상으로 하는 것에 의해서, 상기 문제의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 브러시리스 모터를 제공할 수 있다.

도 6을 참조하면, 스테이터(33)의 스테이터 코어(331)는 중심축(J1)을 중심으로 한 원환형상의 코어 백부(3311)와, 코어 백부(3311)로부터 직경방향 외측으로 신장하는 복수의 티스부(3312)(본 실시형태에서는 12개 마련됨)로 구성된다. 각 티스부(3312)에는 도전선이 복수회 감겨지는 것에 의해서, 각 코일(332)이 형성된다. 본 실시형태에서는 U상의 코일, V상의 코일, W상의 코일이 각각 4개 마련된다. 또, 코어 백부(3311)와 티스부(3312)는 일체로 형성된다.

도 7을 참조하여, 티스부(3312)에는 도전선이 감겨지는 베이스부(3312a)와, 베이스부(3312a)로부터 직경방향 외측에 마련되는 확폭부(3312b)로 구성된다. 확폭부(3312b)의 둘레방향의 폭은 베이스부(3312a)의 둘레방향의 폭보다 크게 형성된다.

또, 베이스부(3312a)의 둘레방향의 폭은 직경방향 외측을 향해 폭이 넓어지 도록 형성된다. 확폭부(3312b)는 베이스부(3312a)의 둘레방향의 중앙에 있어서의 신장하는 방향에 대해 대략 수직인 평면을 구성하는 내면과, 로터 마그넷(23)(도 1 참조)의 내주면과 직경방향으로 대향하는 외주면으로 구성된다. 확폭부(3312b)의 직경방향의 폭은 확폭부(3312b)의 둘레방향의 중앙에서 양단을 향해 작아지도록 형성된다.

여기서, 티스부(3312)의 중심축(J1)로부터의 최외경을 직경 R1, 중심축(J1)에서 확폭부(3312b)의 내면까지의 거리를 D1, 베이스부(3312a)의 둘레방향의 폭의 최대값을 Wmax, 및 베이스부(3312a)의 둘레방향의 폭의 최소값을 Wmin으로 규정한다.

티스부(3312)의 형상은 D1을 R1로 나눈 값, 즉 D1/R1의 값이 0.85~0.92의 범위를 만족시킨다. 그리고, 티스부(3312)의 형상은 Wmin을 Wmax로 나눈 값, 즉 Wmin/Wmax의 값이 0.7~0.8의 범위를 만족시킨다.

또한, 제 2 비교예의 스테이터의 티스부의 형상은 D1/R1의 값이 0.93~1(단, D1/R1의 값은 1을 포함하지 않음)의 범위 및 Wmin/Wmax의 값이 0.6~0.7의 범위를 만족시킨다.

도 8을 참조하여, 도 8중의 종축은 코일 인덕턴스의 크기(μH)를 나타내고, 횡축은 로터 마그넷(23)의 회전 각도(도)를 나타낸다.

본 실시형태의 브러시리스 모터(10)의 코일 인덕턴스 파형(233)(도 8중의 실선의 파형)은 회전각도에 대하여 근사 정현파의 파형으로 형성된다. 그리고, 코일 인덕턴스 파형(233)의 상측의 돌기부의 정점(2331) 부근은 로터 마그넷(23)의 자극 의 경계부를 나타낸다. 그리고, 코일 인덕턴스 파형(233)의 하측의 돌기부의 정점(2332) 부근은 로터 마그넷(23)의 자극의 중심을 나타낸다. 코일 인덕턴스 파형(233)에서는 로터 마그넷(23)의 자극의 중심으로부터 둘레방향으로 인접하는 자극의 중심까지의 파형, 즉 코일 인덕턴스 파형(233)의 인접하는 최소값 Tb의 사이의 파형이 대략 원활한 역 U자형상으로 형성된다. 여기서, 코일 인덕턴스 파형(233)의 최대값 Ta는 로터 마그넷(23)의 1회전분(기계각 360도)에 있어서, 코일 인덕턴스 파형(233)의 최대값으로 규정한다. 그리고, 코일 인덕턴스 파형(233)의 최소값 Tb는 로터 마그넷(23)의 1회전분(기계각 360도)에 있어서, 코일 인덕턴스 파형(233)의 최소값으로 규정한다. 코일 인덕턴스 파형(233)는 역 U자형상이기 때문에, 최대값 Ta와 최소값 Tb의 차 Ta-Tb의 값을 크게 할 수 있다. 이 Ta-Tb의 값, 즉 코일 인덕턴스 파형의 변화(진폭)는 유기 전압의 파형의 변화(진폭)와 대략 비례한다. 따라서, 코일 인덕턴스 파형의 변화(진폭)를 크게 하는 것에 의해서, 유기 전압의 파형의 변화(진폭)를 크게 할 수 있기 때문에, 3배 고조파의 진폭을 크게 할 수 있다.

또한, 제 2 비교예의 브러시리스 모터의 코일 인덕턴스 파형(233a)(도 8중의 파선의 파형)은 회전각도에 대하여 근사 정현파의 파형으로 형성되지 않는다. 로터 마그넷의 자극의 경계부에 있어서, 코일 인덕턴스 파형(233a)에 오목부(233a1)가 마련되어 버린다. 따라서, 오목부(233a1)가 마련되는 것에 의해서, 로터 마그넷의 자극의 경계부에 극대값이 형성되지 않는다. 또한, 코일 인덕턴스 파형(233a)는 로터 마그넷의 하나의 자극에 있어서, 2개의 극대값을 가져 버린다. 따라서, 로터 마그넷의 하나의 자극에 있어서, 코일 인덕턴스 파형(233a)에 의해, 2회 자극의 경계부를 갖는 것으로서 검출되어 버릴 가능성이 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 오목부(233a1)가 마련되는 것에 의해서, 코일 인덕턴스 파형(233a)의 최대값 Tc 및 최소값 Td의 차인 Tc-Td의 값이 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 코일 인덕턴스 파형(233)에 비해, 대폭 작아지고 있는 것을 알 수 있다. 여기서, 코일 인덕턴스 파형(233a)의 최대값 Tc는 로터 마그넷의 1회전분(기계각 360도)에 있어서의 코일 인덕턴스 파형(233a)의 최대값이다. 그리고, 최소값 Td는 로터 마그넷의 1회전분(기계각 360도)에 있어서의 코일 인덕턴스 파형(233a)의 최소값이다. 이것에 의해, 제 2 비교예의 브러시리스 모터의 유기 전압의 진폭이 작아져 버린다. 그 결과, 브러시리스 모터를 정상적으로 구동할 수 없는 문제가 발생해 버린다. 즉, 티스부의 형상이 D1/R1의 값을 약 0.92보다 큰 경우, 코일 인덕턴스 파형(233a)가 오목부(233a1)를 가져 버리기 때문에, 브러시리스 모터를 정상적으로 구동할 수 없는 문제가 발생하여 버린다. 또한, Wmin/Wmax의 값이 0.7보다 큰 경우, 코일 인덕턴스 파형(233a)의 오목부(233a1)의 형성의 경향이 더욱 강해져 버린다. 이것에 의해, 또한 브러시리스 모터를 정상적으로 구동할 수 없는 문제가 발생해 버린다.

여기서, 브러시리스 모터를 더욱 정상적으로 구동시키기 위해서는 코일 인덕턴스 파형의 최대값과 최소값의 차를 최대값으로 나눈 값을 백분율로 나타낸 값, 즉 코일 인덕턴스 파형의 변화율이 약 10% 이상 필요한 것을 발견하였다. 이것에 의해, 브러시리스 모터의 유기 전압의 진폭을 크게 할 수 있기 때문에, 유기 전압 에 포함되는 3배 고조파의 진폭도 크게 할 수 있다.

이들 본 발명의 로터 마그넷(23)의 자속 밀도 파형(231) 및 코일 인덕턴스 파형(233)에 의해서, 브러시리스 모터(10)의 유기 전압의 진폭을 크게 하면서, 유기 전압의 3배 고조파의 진폭비를 향상시킬 수 있기 때문에, 샘플 홀드 출력 신호 VcSH1(도 3 참조)의 진폭을 크게 할 수 있다. 따라서, 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)의 자극위치 검출부(42)(도 3 참조)는 로터 마그넷(23)의 자극위치를 고정밀도로 검출할 수 있다. 그 결과, 광각 통전방식의 센서리스 구동 회로에 비해 저진동 및 저소음의 근사 정현파 센서리스 구동 회로를 이용하면서도, 브러시리스 모터를 정상적으로 구동시킬 수 있다 (즉, 브러시리스 모터의 구동 이상을 방지할 수 있다).

또한, 광디스크의 기록면과는 반대측의 면인 레이블면에 그림이나 문자 등을 묘화할 때에는 브러시리스 모터(10)를 매분 약 40회전으로 회전시킬 필요가 있다. 이 경우에는 브러시리스 모터(10)의 유기 전압의 진폭이 통상 회전(매분 몇 천 회전)의 유기 전압의 진폭에 비해 작아진다. 그러나, 본 발명의 로터 마그넷(23)의 자속 밀도 파형(231) 및 코일 인덕턴스 파형(233)에 의해서, 브러시리스 모터(10)의 유기 전압의 진폭을 크게 하면서, 유기 전압의 3배 고조파의 진폭비를 향상시킬 수 있기 때문에, 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)의 자극위치 검출부(42)는 로터 마그넷(23)의 자극위치를 고정밀도로 검출할 수 있다.

(디스크 구동 장치의 전체 구조)

본 발명의 디스크 구동 장치의 실시예의 일 형태에 대해 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 디스크 구동 장치의 실시예의 일 형태를 나타낸 축 방향으로 절단한 모식 단면도이다.

도 9를 참조하여, 디스크 구동 장치(50)는 중심에 개구 구멍(61)을 가진 원반형상의 디스크(60)의 개구 구멍(61)에 삽입되는 것에 의해서 디스크(60)의 회전 중심과 동축으로 조심하고, 디스크(60)를 중심축(J1)을 중심으로 회전시키는 스핀들 모터(51)와, 디스크(60)에 광을 방사 및 디스크(60)로부터 반사된 광을 수취하는 광픽업 기구(52)와, 이 광픽업 기구(52)를 디스크(60)의 회전 직경 방향으로 이동을 실행하는 이동 기구(53)와, 이들을 수용하는 하우징체(54)를 구비한다.

스핀들 모터(51) 및 광픽업 기구(52)는 섀시(55)에 의해서 유지되어 있다. 이 섀시(55)가 적어도 축방향으로 이동하는 것에 의해서, 스핀들 모터(51)의 척킹 장치에 디스크(60)의 개구 구멍(61)이 장착된다. 또, 섀시(55)에는 개구 구멍이 형성되어 있고, 그 개구 구멍의 내부에 광픽업 기구(52)는 배치된다.

이동 기구(53)는 출력축에 기어를 갖는 모터(531)와, 이 모터(531)의 회전 토크를 전달받는 피전달측 기어(532)를 구비한다.

또, 하우징체(54)에는 디스크(60)의 이동과 이동 기구(53)를 나누는 박판으로 형성된 경계판(541)이 형성된다. 그리고, 하우징체(54)에는 디스크(60)의 삽입 및 취출(꺼냄)을 실행하는 개구 구멍(542)이 형성되어 있다.

픽업 기구(52)는 광, 예를 들면 레이저광을 방사, 또는 디스크(60)로부터 반사된 레이저광을 수취하는 발광 수광부(521)와, 이 발광 수광부(521)의 디스크(60) 의 회전 직경 방향으로의 이동 방향과는 수직으로 마련되고, 발광 수광부(521)의 이동을 실행하는 이동부(522)를 구비한다. 이 이동부(522)는 피전달측 기어(532)와 맞물리는 맞물림부(522a)를 갖는다. 그리고, 발광 수광부(521)에는 이동부(522)와 맞물리는 것에 의해서 직경 방향으로 이동한다.

모터(531)에 부착된 기어부(531a)와 피전달측 기어(532)가 맞물리는 것에 의해서 피전달측 기어(532)는 회전하고, 피전달측 기어(532)가 이동부(522)의 맞물림부(522a)와 맞물리는 것에 의해서 이동부(522)가 회전 직경 방향으로 이동한다. 그리고, 이 이동부(522)의 이동에 의해서 발광 수광부(521)는 회전 직경 방향으로 이동한다.

이 디스크 구동 장치(50)의 스핀들 모터(51)에 본 발명의 브러시리스 모터(10)를 적용하는 것에 의해서, 저진동 및 저소음을 달성하면서도, 브러시리스 모터(10)의 구동 이상을 방지할 수 있기 때문에, 광디스크를 정상적으로 회전시킬 수 있다. 따라서, 저진동 및 저소음을 달성하면서도, 기록 재생 에러를 방지하는 신뢰성이 높은 디스크 구동 장치를 제공할 수 있다.

이상, 본 발명의 브러시리스 모터 및 디스크 구동 장치의 실시형태에 대해 기재했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각종 변형이 가능하다.

본 발명의 브러시리스 모터(10)는 CD, DVD 등의 광디스크를 회전시키는 스핀들 모터이었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 사무기기, 차량 등에 탑재되는 브러시리스 모터에 본 발명을 적용해도 좋다.

또, 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)에 대해 기재했지만, 본 발명의 근사 정현파 센서리스 구동 회로는 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

또, 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 유기 전압에 3배 고조파를 함유시키는 구조로서, 로터 마그넷(23)의 자속 밀도(231)의 자극 중심에 오목부(2311)를 마련하는 것에 의해서 실현했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 스테이터 코어의 티스부를 둘레 방향으로 부등(不等) 배치로 하는 것에 의해서, 유기 전압에 3배 고조파를 함유시켜도 좋다.

또, 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 회로 기판(35)상에 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)가 구성되었지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 브러시리스 모터(10)의 회로 기판(35)과는 다른 회로 기판에 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)가 구성되어도 좋다. 또, 회로 기판(35)과 다른 회로 기판에 의해서, 근사 정현파 센서리스 구동 회로(4)가 구성되어도 좋다.

또, 본 발명의 브러시리스 모터(10)의 척킹 장치(24)는 코일 스프링(242) 및 척 발톱(243)을 구비하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 척킹 장치는 코일 스프링(242) 및 척 발톱(243)을 구비하지 않아도, 디스크를 조심하는 조심 발톱만을 갖는 센터 케이스이어도 좋다. 또, 코일 스프링(242)은 이 코일 스프링(242) 이외에도 척 발톱(243)을 직경 방향 외측으로 힘을 가하는 탄성 부재이면 좋다. 또, 척 발톱(243)은 실시형상에 한정되는 것은 아니다. 디스크를 유지하는 것이 가능한 형상이면 좋다.

도 1은 본 발명의 브러시리스 모터의 실시의 1형태를 나타낸 축방향으로 절단한 모식 단면도이다.

도 2는 도 1의 브러시리스 모터를 상측에서 본 모식 평면도이다.

도 3은 본 발명의 브러시리스 모터의 근사 정현파 센서리스 구동 회로를 나타낸 회로도이다.

도 4는 본 발명의 브러시리스 모터의 로터 마그넷의 자속 밀도를 나타낸 그래프이다.

도 5는 제 1 비교예의 로터 마그넷의 자속 밀도이다.

도 6은 본 발명의 브러시리스 모터에 탑재된 스테이터를 나타낸 상측에서 본 모식 평면도이다.

도 7은 도 6의 스테이터의 스테이터 코어의 일부를 확대한 확대도이다.

도 8은 본 실시형태의 스테이터의 코일 인덕턴스와 제 2 비교예의 브러시리스 모터의 스테이터의 코일 인덕턴스를 나타낸 그래프이다.

도 9는 본 발명의 디스크 구동 장치의 실시의 1형태를 나타낸 축방향으로 절단한 모식 단면도이다.

Claims

센서리스 구동 회로에 의해서 구동되는 브러시리스 모터로서,

중심축을 회전축으로 해서 회전하는 회전체와,

상기 회전체와 동축상(同軸狀)으로 배치된 로터 마그넷과,

상기 로터 마그넷과 대향하는 스테이터와,

상기 스테이터에 감겨진 코일을 구비하고,

상기 센서리스 구동 회로는, 상기 브러시리스 모터를 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파 성분을 포함한 신호에 의거하여 구동 제어하고,

상기 로터 마그넷이 상기 스테이터에 대해 회전하는 것에 의해서, 상기 코일에 발생하는 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
브러시리스 모터로서,

중심축과 동축상으로 배치된 로터 마그넷을 갖고, 상기 중심축의 주위를 회전하는 회전체와,

상기 로터 마그넷과 대향하는 스테이터 및 상기 스테이터의 코일에 대한 통전을 제어하는 것에 의해서 상기 회전체의 회전을 제어하는 센서리스 구동 회로를 갖는 고정체를 구비하고,

상기 센서리스 구동 회로는 상기 로터 마그넷이 상기 스테이터에 대해 회전하는 것에 의해서 상기 코일에 발생하는 유기 전압으로부터 상기 회전체의 회전 위치를 검출하는 위치 검출부와,

상기 위치 검출부에서 얻어진 상기 회전체의 위치 정보에 따라 통전 타이밍을 제어하는 제어부와,

상기 제어부로부터의 제어 신호에 의거하여 상기 코일로의 통전을 전환하는 모터 구동부를 구비하고,

상기 위치 검출부는 상기 유기 전압의 기본파에 대한 3배 고조파 성분을 포함한 신호를 이용하여 상기 회전체의 위치를 검출하고,

상기 유기 전압은 기본파에 대한 상기 3배 고조파의 진폭비가 1% 이상이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 로터 마그넷의 측면의 자속 밀도는 회전 각도에 대하여 근사(近似)정현파 형상인 파형으로 분포하고, 상기 파형에 있어서 자극의 중심에는 오목부가 존재하는 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

코일 인덕턴스의 최대값에 대한 상기 코일 인덕턴스의 상기 최대값과 최소값의 차인 변화량의 비율이 약 10% 이상인 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 스테이터는 중심축을 중심으로 한 직경 방향을 따라 신장하고, 둘레 방향으로 이간된 복수의 티스부를 구비하고,

상기 티스부에는 상기 로터 마그넷과 대향하는 확폭부 및 상기 확폭부로부터 직경 방향 내측으로 신장하는 베이스부가 마련되고,

상기 확폭부는 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭보다 큰 상기 둘레 방향의 폭을 가진 대향면과, 상기 대향면과 상기 직경 방향의 반대측에 마련되고 상기 베이스부의 측면과 연속된 내면을 갖고,

상기 대향면의 상기 로터 마그넷과 가장 근접하는 위치와 상기 중심축을 연결한 거리 R1과 상기 내면과 상기 중심축을 연결한 거리 D1의 비인 D1/R1의 값이 약 0.92 이하인 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 5 항에 있어서,

상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 크기는 상기 직경 방향을 따라 변화하고 있고,

상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 최대값 Wmax와 상기 베이스부의 상기 둘레 방향의 폭의 최소값 Wmin의 비인 Wmin/Wmax의 값이 약 0.7 이상인 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 센서리스 구동 회로는 상기 고정체를 구성하는 회로 기판상에 구성되는 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 회전체는 중심에 개구 구멍을 갖는 대략 원반형상의 디스크를 탑재하는 탑재부와, 상기 디스크를 착탈 가능하게 하는 척킹 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는

브러시리스 모터.
제 8 항에 기재된 브러시리스 모터를 탑재하고, 디스크를 구동하는 디스크 구동 장치로서,

상기 디스크에 발광 및 수광을 실행하는 광픽업 기구와,

상기 광픽업 기구를 직경 방향으로 이동 가능하게 하는 이동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는

디스크 구동 장치.