JPH0488860A - ブラシレスモータ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、車載用モータにおいて、ブラシレスで回転制
御するブラシレスモータに関するものである。

従来の技術 従来、この種のブラシレスモータは、第４図〜第６図に
示すような構成であった。なお、第４図、第５図は従来
のブラシレスモータの部品の配置状態を示す図であり、
第６図はそのブラシレスモータのブロック回路図である
。図において、１は下ケースＩＡと上ケースＩＢとから
なるケースで、このケース１内には回転子２が回転自在
に軸支されて配設されている。また、この回転子２の下
部には中心に対して対称な位置に永久磁石３゜４が取り
付けられている。５は下ケースＩＡに取付けたコイルで
、このコイル５に通電することにより発生する磁界によ
り永久磁石３，４が吸引され、回転子２が回転すること
となる。６は前記永久磁石３，４との間で回転子２を初
期位置に位置決めするための磁石で、下ケースＩＡに配
設されており、電源オフの時は回転子２の初期位置決め
用の磁石６と永久磁石３，４の極性が同一のため反発し
、バランスの取れた位置で回転子２が停止している。７
はホール素子等の磁気センサで、他の電子部品８と共に
基板９上に実装され、そして下ケースＩＡに配設されて
いる。また、この磁気センサ７は初期の状態で回転子２
の永久磁石３゜４の影響を受ける位置に配置されている
。また、この部品を実装した基板９は下ケースＩＡ上に
配設した後、樹脂１０により被覆されている。また、第
６図において、コイル５と電源との間には、トランジス
タなどのスイッチング素子１１が挿入接続されている。

そして、そのスイッチング素子１１には、抵抗などの電
流制限素子１２を介して磁気センサ７の出力端子が接続
されている。

すなわち、磁気センサ７が永久磁石３，４の位置を検出
し、この磁気センサ７からの信号によりコイル５への通
電を制御するスイッチング素子１１をスイッチングする
構成としている。

なお、第６図において、１３は定電圧ダイオード、１４
は抵抗である。

このような構成において、永久磁石３が磁気センサ７上
に位置していると、磁気センサ７の出力がオン状態とな
り、スイッチング素子１１がオン状態となり、コイル５
に電流が流れ、永久磁石４を引き付けるためのトルクが
発生し、回転子２が回転する。永久磁石４がコイル５上
近（に動くと、永久磁石３が磁気センサ７の上から移動
するため、磁気センサ７の出力がオフ状態となり、スイ
ッチング素子１１がオフ状態となってコイル５に電流が
流れなくなり、永久磁石４とコイル５の吸引力がな（な
り、回転子２は惰性で回転し続ける。その後、永久磁石
３，４が反対の状態で前述と同様な動きを続けることに
なる。

ここで、回転子２が惰性で回転し続けようとする動きに
抵抗する力が回転子２の初期位置決め用の磁石６と回転
子２の永久磁石３，４の反発力としで存在し、そして磁
気センサ７には検知オフからオンになる検知レベル（以
下ＢＨ−Ｌという）検知オンからオフになる検知レベル
（以下ＢＬ−Ｈという）との間にはヒステリシス幅（以
下ＢＷという）があるため、回転子２がＢＬ−Ｈでコイ
ル５の引力を失った後、回転子２の初期位置決め用の磁
石６の反発力に屈して逆回転した場合、回転子２はＢＨ
−Ｌまで戻って再びコイル５の引力で正規の回転を行な
い、数回繰り返した後、ＢＨ−ＬからＢＬ−Ｈまでの間
で得た加速度により、回転子２の初期位置決め用の磁石
６の反発力に打ち勝って乗り越えることとなる。

発明が解決しようとする課題 ところが、このような従来のブラシレスモータでは、磁
気センサのＢＷのバラツキにより最悪の条件（ＢＷが狭
い場合）下の場合、回転できなくなる場合が発生すると
いう問題があった。

また、磁気センサのＢＷのバラツキを抑えることは現在
の技術では限界があり、解決することができなかった。

またごく稀に回転子２の永久磁石３又は４が回転子２の
初期位置決め用の磁石６の真上で平衡を保ち停止するこ
とがあり、起動できないという問題があった。

また、起動コイルを配設したり、回転磁界を形成する固
定子巻線を利用して回転子の回転状態を検出することに
より起動させる等の方法がとれない小型ブラシレスモー
タの場合には起動問題は解決困麹なことであった。

本発明はこのような現状に鑑み、磁気センサのＢＷのバ
ラツキの影響を受けず、かつ確実に起動するブラシレス
モータを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 このような課題を解決するために本発明は、永久磁石を
有する回転子と、この回転子を回転させるためのコイル
と、このコイルと電源との間に挿入接続したスイッチン
グ素子と、前記回転子の永久磁石の位置を検出し前記ス
イッチング素子のスイッチングを制御する磁気センサと
、この磁気センサの制御と独立して前記スイッチング素
子を電源起動時に一定時間導通させ、その後一定時間非
導通させ、さらにその後は電源断までスイッチング素子
の制御とは無関係となる起動制御回路とを備えたもので
ある。

作用 この構成により、回転子がＢＬ−Ｈでコイルの引力を失
うポイントと回転子の初期位置決め用磁石の間を逆転し
ている時に電源が投入された場合と、回転子の永久磁石
が回転子の初期位置決め用磁石の真上で停止している時
に電源が投入された場合のいずれの場合においても、ま
ず、スイッチング素子を一定時間（約１０秒）導通させ
ることで回転子は予め回転状態にあった場合でもコイル
の引力でブレーキがかかり完全に停止し、その後、スイ
ッチング素子が一定時間（約２秒）非導通となることで
コイルの引力がなくなり、回転子は回転子の初期位置決
め用磁石の反発力で逆転し、平衡点で完全に停止する。

さらにその後は、通常の動作ができるよう電源が印加さ
れるため磁気センサのＢＷのバラツキの影響をなくすこ
とが可能となり、確実に起動させることが可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す第１図〜第３図の図面を
用いて説明する。

第１図に本発明の一実施例によるブラシレスモータのブ
ロック回路を示し、第２図に同モータの動作原理を説明
する図を示し、第３図に具体的な回路を示しており、第
１図〜第３図において、第４図〜第６図に示す従来のモ
ータと同一部分については同一番号を付している。図に
おいて、１８は起動制御回路であり、スイッチング素子
１９をオン・オフしスイッチング素子１１を制御すると
共に、スイッチング素子２０をオン・オフし磁気センサ
の動作を制御する働きを行なう。この制御回路１８は、
第３図に示すようにコンパレータＩＣＩ。

ＩＣ２と、ダイオードＤＩ−１，Ｄ２−２．１１゜Ｄ３
−２と、抵抗Ｒ１〜Ｒ８とコンデンサＣ２゜Ｃ３とによ
り構成されている。この第３図においては、電源を印加
するとコンデンサＣ２は抵抗Ｒ６とダイオードＤ３−１
および抵抗Ｒ７を通して充電電流が流れ徐々にコンデン
サＣ２の両端電圧が上昇する。コンパレタＩＣＩ、ＩＣ
２の各子端子は抵抗Ｒ３とＲ４の分圧比できまる基準電
圧が印加されており、コンパレータＩＣＩ、ＩＣ２の各
一端子がコンデンサＣ２の両端電圧と共に上昇し、先ず
、コンバレタＩＣ２の一端子が前記基準電圧を超えると
コンパレータＩＣ２の出力端子は高レベルから低レベル
に変化する。このときスイッチング素子１９．２０はオ
ンからオフに変化する。スイッチング素子１９がオンの
ときスイッチング素子１１は電流制限素子１２を通して
駆動電流が流れるためオンし、磁気センサ７と無関係に
強制オンとなる。またスイッチング素子１９゜２０がオ
フのとき磁気センサ７と無関係に強制オフとなる。従っ
て電源印加後コンパレータＴＣ２の一端子が前記基準電
圧を超えるまではスイッチング素子１１が強制オンとな
り、コンパレータＩＣ２の一端子が前記基準電圧を超え
ると、スイッチング素子１１が強制オフとなる。さらに
コンデンサＣ２の充電が進みコンパレータＩＣＩの一端
子が前記基準電圧を超えると、コンパレータＩＣＩの出
力端子は高レベルから低レベルに変化する。このときコ
ンパレータＩＣ２の一端子は抵抗Ｒ５とＲ６の分圧比で
電圧が印加されることになり、この電圧値は前記基準電
圧値よりも予め小さくなるように設定しているため、コ
ンパレータＩＣ２の出力端子は低レベルから高レベルに
変化する。このときスイッチング素子２０はオフからオ
ンに変化し、スイッチング素子１９はダイオードＤ３−
１を通して低レベルになるためオフのままとなる。従っ
て、スイッチング素子１１は強制オン・強制オフから解
除され磁気センサ７のオン・オフと合った動作を行なう
。なお、第３図において、定電圧ダイオード１３は制御
回路１８の安定動作のために接続したものであり、抵抗
１５を通して電源印加される。ダイオード１６．１７は
磁気センサ７の耐サージ用に接続したものであり、サー
ジ保護回路２１でスイッチング素子１１以外の回路保護
を行なっている。抵抗１４は磁気センサ７を駆動するた
めの電源ラインに電流制限用として接続している。Ｃ４
，Ｃ５はトランジスタ、Ｄｌはダイオード、ＲＯ，Ｒ９
，ＲＩＯ。

Ｒ１１は抵抗、Ｃ１，Ｃ，３はコンデンサである。

このような構成とすることにより、第２図に示すように
、永久磁石４が磁気センサ７上に位置していると、磁気
センサ７の出力がオン状態となり、スイッチング素子１
１がオン状態となり、コイル５に電流が流れ、永久磁石
３を引き付けるためのトルクが発生し、回転子２が回転
する。永久磁石３がコイル５上近（に動くと、永久磁石
４が磁気センサ７の上から移動するため、磁気センサ７
の出力がオフ状態となり、スイッチング素子１１がオフ
状態となってコイル５に電流が流れなくなり、永久磁石
４とコイル５の吸引がなくなり、回転子２は惰性で回転
し続ける。

その後、永久磁石３，４が反対の状態で前述と同様な動
きを続けることになる。

ここで、回転子２が惰性で回転し続けようとする動きに
抵抗する力が回転子２の初期位置決め用の磁石６と回転
子２の永久磁石３，４の反発力として存在し、回転子２
の永久磁石３または４が回転子２の初期位置決め用の磁
石６の真上で停止してしまう危険性を持っているが、本
実施例では電源を印加したらスイッチング素子１１を一
定時間（約１０秒〉強制オンするため、回転子２の永久
磁石３または４が回転子２の初期位置決め用の磁石６の
真上で停止している場合や回転子２が回転子２の初期位
置決め用磁石の反発力で逆回転している場合においても
、回転子２の永久磁石３または４がコイル５の引力に引
き寄せられ、回転子２は回転子２の磁石３または４がコ
イル５の真上て停止する。その後スイッチング素子１１
を一定時間（約２秒）強制オフするため、回転子２は回
転子２の初期位置決め用磁石６の反発力で逆回転し、回
転子２の永久磁石または４か磁気センサ７の真上で停止
する。回転子２が初期の位置で停止している状態でスイ
ッチング素子１１が磁気センサ７の制御を受けて回転す
るようになる場合は、回転子２が初期の位置で磁気セン
サ７は検知オンとなっており、回転子２が回転して磁気
センサ７が検知オンからオフになるまでの間に回転子２
には十分な回転トルクが得られ、回転子２の初期位置決
め用磁石６の反発力に打ち勝って回転し続けることがで
きるようになる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電源印加後に回転子を初
期位置から回転開始することができるため回転子を回転
子の初期位置決め用磁石の反発力に屈することなく、回
転させることができ、磁気センサのＢＷのバラツキの影
響を受けないブラシレスモータを提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるブラシレスモータのブ
ロック回路図、第２図は同モータの動作原理を説明する
説明図、第３図は同モータの具体的な回路を示す回路図
、第４図および第５図は従来のブラシレスモータの部品
の配置状態を示す断面図および分解斜視図、第６図はそ
のモータのブロック回路図である。 １・・・・・・回転子、３．４・・・・・・永久磁石、
５・・・・・・コイル、６・・・・・・磁石、７・・・
・・・磁気センサ、１１゜１９．２０・・・・・・スイ
ッチング素子、１２・・・・・・電流制限素子、１８・
・・・・・起動制御回路。 代理人の氏名　弁理士　粟野重卑　ほか１名第１区 篤 図 第 図 １　ケース ７０　撞１ｂ 第５図 １Ａ、、、下ケース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石を有する回転子と、この回転子を回転させるた
   めのコイルと、このコイルと電源との間に挿入接続した
   スイッチング素子と、前記回転子の永久磁石の位置を検
   出し前記スイッチング素子のスイッチングを制御する磁
   気センサと、この磁気センサの制御と独立して前記スイ
   ッチング素子を電源起動時に一定時間導通させ、その後
   一定時間非導通させ、さらにその後は電源断までスイッ
   チング素子の制御とは無関係となる起動制御回路とを備
   えたブラシレスモータ。