JPH0488861A - 単相ブラシレスモータの半波駆動回路 - 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 本発明は単相で回転子の回転を制御するブラ・ンレスモ
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。第４図、第５図は従来のブラ
シレスモータの部品の配置を示す図であり、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か取り付けられている
。５は下ケースＩＡに取り付けたコイルで、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が回転することになる。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
、電源オフのときは回転子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は回転子２の永久磁石
３．４の磁力の影響を受ける位置に配置されている。ま
た、この部品実装した基板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、トランジスタなと
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、抵抗なとの電流制限
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か永久磁石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かオン状態となり、コイル５
に電流か流れ、永久磁石４を引き付けるためのトルクか
発生し、回転子２か回転する。永久磁石４かコイル５上
近くに動くと、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がオフ状態となりでコイル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、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）と検知オンからオフになる検知レベ
ル（以下ＢＬＨという）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かＢ　Ｌ−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、このような従来のプラン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）下では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のバラツキを押さえることは現
在の技術では限界があり、解決することができなかった
。

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ないプラン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、前記永久磁石との間で回転子を初期位
置に位置決めするための磁石と、前記回転子を回転させ
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、この磁気センサとスイッチング素子と
の間に挿入接続した電流制限素子と、この電流制限素子
と磁気センサとの間またはこの電流制限素子とスイッチ
ング素子との間に挿入接続した遅延回路とを備えたもの
である。また、電源投入時に一定時間スイッチング素子
を導通させるタイマ回路を付加したものである。

作用 この構成により、回転子が回転子の初期位置決め用磁石
の反発力に屈して正規の回転かできず振動している場合
には、磁気センサがＢＬ−Ｈでオフになった後も、遅延
回路によりスイッチング素子がオンし、また、磁気セン
サがＢＨ−Ｌでオンになった後も、遅延回路によりスイ
ッチング素子かオフし、見掛は上磁気センサのＢＷを広
くしたこととなり、見掛は上のＢＷＯ間で得た加速度に
より回転子は反発力にうち勝って正規の回転ができるよ
うになって、磁気センサのＢＷのバラツキの影響をなく
すことが可能となる。

また、電源投入時に一定時間スイッチング素子を導通さ
せるタイマー回路を設けることにより、極希に回転子の
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
た場合にも電源投入時に一定時間スイッチング素子が導
通するときに回転子がコイルの引力で移動するため、必
ず回転子の初期位置決め用磁石の反発力で決まる初期の
位置に戻され起動不能となることがない。

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、１５は遅延回路であり、電流制限素子１２と磁
気センサ７の間に挿入接続されており、回転子か回転子
の初期位置決め用磁石の反発力に屈して振動していると
きのみ磁気センサ７のＢＷに加えてスイッチング素子１
１のオン期間を延ばしコイル５への通電期間を長くする
働きを行う。この遅延回路１５は、第３図に示すように
トランジスタＱｌ、Ｑ２と、ダイオードＤｉ、Ｄ２と、
抵抗Ｒ１，Ｒ２Ｒ３と、コンデンサＣ１とにより構成さ
れている。この第３図の回路においては、ホール素子等
の磁気センサ７がオンからオフになるとき、Ａ点の電位
は徐々に上昇し、（ダイオードの順電圧十トランジスタ
Ｑ１のベース−エミッタ間電圧）に達すると、トランジ
スタＱ１がオンし、トランジスタＱ２がオフし、スイッ
チング素子１１は磁気センサ７のオフから一定時間遅れ
てオフになる。

逆に磁気センサ７がオフからオンになる時は、Ａ点はコ
ンデンサの充電電圧がダイオードＤ１を通して放電され
る時間の遅れがあってトランジスタＱ１がオフするため
スイッチング素子１１は磁気センサ７のオンから一定時
間遅れてオンになる。

なお、この遅延回路１５は電流制御素子１２とスイッチ
ング素子１１との間に挿入接続してもよい。１６は電源
投入時に電流制限素子１２を介してスイッチング素子１
１に一定時間電流を通電し導通させるタイマー回路であ
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、一定時間の遅れを持
ってスイッチング素子１１がオン状態となり、コイル５
に電流か流れ、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
近くに動くと、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、一定
時間の遅れを持ってスイッチング素子１１がオフ状態と
なってコイル５に電流が流れな（なり、永久磁石３とコ
イル５の吸引力がなくなり、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か惰性で回転し続けようとする動きに
抵抗する力か回転子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するが、本実
施例では、例え回転子２か逆回転し振動した場合におい
ても磁気センサ７か検知オフからオンになる検知レベル
Ｂ　Ｈ，−Ｌと、検知オンからオフになる検知レベルＢ
Ｌ−）（の間のヒステリシス幅ＢＷに加えて、遅延回路
１５による遅れ時間があるため、従来よりも長い期間コ
イル５に通電されることとなり、回転子２か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
行い、数回繰返した後、ＢＨ−ＬからＢＬ−Ｈまでの期
間と遅延回路１５での遅れ時間の和の期間で得た加速度
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。

遅延回路１５の遅れ時間は一定時間に設定しているため
、回転子２の振動は徐々に加速度が増え振動の振幅が増
えるため初期位置決め用の磁石６の反発力に打ち勝てる
ようになる。また、回転子２が正規の回転をし続けると
きはＢＨ−Ｌ、ＢＬ−Ｈでの遅れ時間は回転子２の同一
回転方向に発生するためコイル５の通電期間には殆と影
響せず従来通りの設計仕様で設計することができる。

また、極希に回転子２の永久磁石３または４が初期位置
決め用磁石６の真上で停止している場合は電源投入時に
タイマー回路１６を構成している抵抗Ｒ４とコンデンサ
Ｃ２の時定数で決まる一定時間（約１０ｍ５）トランジ
スタＱ３がオンし、スイッチング素子１１がオンするた
めコイル５が通電状態となり回転子２の永久磁石３また
は４がコイル５方向に引っ張られ回転子２の永久磁石３
または４が初期位置決め用磁石６の真上から移動するた
め起動不能となることかな（なる。第３図においてＤ３
はダイオードである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、回転子か振動して回転子
の初期位置決め用磁石の反発力に打ち勝つ必要かある時
のみ磁気センサの性能で決まるＢＷの幅にプラスして遅
延回路の遅れ時間の和分だけコイルに流れる電流のオン
期間を長くできるため、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、回転させることかで
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図及び第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及び分解斜視図、第６図はそのモ
ータのブロック回路図である。 ２・・・・・・回転子、３．４・・・・・・永久磁石、
５・・・・・・コイル、６・・・・・・磁石、７・・・
・・・磁気センサ、１１・・スイッチング素子、１２・
・・・・・電流制限素子、１５・・・・・遅延回路、１
６・・・・・・タイマー回路。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 第２図 第 図 第 図 第 図 Ｐ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石を有する回転子と、前記永久磁石との間
   で回転子を初期位置に位置決めするための磁石と、前記
   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、この磁気センサとス
   イッチング素子との間に挿入接続した電流制限素子と、
   この電流制限素子と磁気センサとの間、またはこの電流
   制限素子とスイッチング素子との間に挿入接続した遅延
   回路とを備えたブラシレスモータ。
2. （２）電源投入時に一定時間スイッチング素子を導通さ
   せるタイマー回路を備えた請求項１記載のブラシレスモ
   ータ。