JPH10285984A

JPH10285984A - 駆動装置

Info

Publication number: JPH10285984A
Application number: JP9085271A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Takao; 信博鷹尾
Original assignee: Nidec Corp; Nidec Shimpo Corp
Current assignee: Nidec Corp; Nidec Drive Technology Corp
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JP3581231B2

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ起動当初から移動子の位置に応じた回
転駆動制御を行い、かつ位置信号用の多芯信号線を不要
とすることで、配線作業性の向上を図る。【解決手段】モータ２１側の位置検出手段２６で検出
した位置信号ｂを、結合手段２７を介してモータ駆動用
の電力線２３の駆動電力上に重畳し、ドライバ２２側の
位置信号再生手段２９で、重畳された各位置信号ｂを再
生し、モータ駆動手段３３は、この再生した位置信号ｅ
に応じたモータ駆動出力ｄによってモータ２１を駆動す
るため、従来の逆起電圧による位置信号の生成の場合の
ように、移動子２４の位置に応じた回転駆動制御が可能
な回転速度範囲に制限があるということがなく、かつ従
来のような位置信号用の多芯信号線を必要としないこと
から、その配線作業がなくなってその作業性を大幅に向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出されたモータ
移動子の位置に応じて回転速度制御などが行われるブラ
シレス電動機などの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の駆動装置は、ブラシレス
電動機の回転速度制御などに用いられ、ホール素子など
の位置検出素子によってモータ移動子の位置を検出し、
そのモータ移動子の位置に応じたモータ駆動が行われる
ようになっており、このような駆動装置を図８に示して
いる。

【０００３】図８は、従来の駆動装置の構成を示すブロ
ック図である。

【０００４】図８において、偏差信号などの制御信号ａ
が入力されると共に位置信号ｂが入力される制御手段１
は駆動回路２に接続され、三相信号などの駆動信号ｃを
制御手段１から駆動回路２に出力するようになってい
る。これらの制御手段１および駆動回路２でモータ駆動
手段３が構成されており、駆動回路２からはモータ４を
駆動するモータ駆動出力ｄが供給可能になっている。ま
た、これらの制御手段１および駆動回路２を有するドラ
イバ５内には、制御手段１および駆動回路２に対して電
力供給する電源６が配設されている。

【０００５】また、このモータ４には、回転駆動可能な
移動子７と、この移動子７の外周側に設けられ、上記駆
動回路２からのモータ駆動出力ｄが巻線（図示せず）に
供給されて移動子７を回転させ得る移動磁界ｐを発生さ
せる固定子８と、この固定子８側に配設され、移動子７
が所定の対向位置に来たときに位置信号ｂを出力するホ
ール素子などから構成されて移動子７の位置を検出する
位置検出手段９とが設けられている。この場合、位置検
出手段９は、ドライバ５内の電源６から電力供給線１０
を介して電力供給されていると共に、位置検出手段９か
ら制御手段１に信号線１１を介して接続されており、移
動子７の位置を示す位置信号ｂを位置検出手段９から制
御手段１に出力可能になっている。このように、ドライ
バ５とモータ４の間には、モータ駆動出力ｄのための動
力線１２と、位置検出手段９のための電力供給線１０
と、位置信号ｂのための信号線１１とが設けられて、ド
ライバ５によってモータ４が所定速度で駆動制御可能に
構成されている。

【０００６】上記構成により、モータ４を回転駆動する
に際して、まず、制御信号ａと、移動子７の位置を示す
位置信号ｂとが制御手段１に入力され、制御手段１から
は、位置信号ｂに基づいて移動子７の位置に応じた駆動
信号ｃを駆動回路２に出力する。駆動回路２では、駆動
信号ｃに基づいたモータ駆動出力ｄを固定子８の各巻線
（図示せず）に供給する。このモータ駆動出力ｄによっ
て、固定子８は移動磁界ｐを発生させて移動子７を、所
定速度で回転駆動させる。このときにも、位置検出手段
９は、ドライバ５側の電源６から電力供給線１０を介し
て電力供給をうけていると共に、信号線１１を介して制
御手段１に位置信号ｂを出力している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
位置検出手段９は、信号線１１として、モータ４とドラ
イバ５間を接続する位置信号ｂ用の多芯の信号線を必要
とするというだけではなく、これらの信号線１１の配線
作業に手間がかかるという問題があった。

【０００８】また、移動子７の位置検出にはモータ４の
逆起電圧を検出する位置検出回路を用いる方法もある
が、この位置検出回路では、上記のような多芯の信号線
は必要としないものの、モータ起動時の移動子７が低速
度回転時にはモータ４の逆起電圧がレベルが低く検出で
きないために、モータ起動当初から移動子７の位置に応
じた回転駆動制御ができないという問題があった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、モータ起動当初から移動子の位置に応じた回転駆動
制御を行うことができ、かつ、位置信号用の多芯信号線
を不要とすることで、配線作業性の向上を図ることがで
きる駆動装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の駆動装置は、モ
ータ移動子の位置に応じた駆動が行われる駆動装置にお
いて、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力
線で接続され、モータ側に、モータ移動子の位置を検出
する位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号
をモータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段
とが設けられ、モータ駆動制御部側に、モータ駆動用動
力線の駆動電力上に結合手段により重畳された位置信号
を再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段
で再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆
動手段とが設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１１】この構成により、モータ側の位置検出手段
で検出した位置信号を、結合手段を介してモータ駆動用
動力線の駆動電力上に重畳し、モータ駆動制御部側の位
置信号再生手段で、重畳された位置信号を再生し、この
再生した位置信号に応じてモータを駆動するので、モー
タ起動当初から移動子の位置に応じた回転駆動制御を行
うことが可能で、かつ従来のような位置信号用の多芯の
信号線を必要とせず、その配線作業がなくなってその作
業性の向上も可能となる。

【００１２】また、本発明の駆動装置は、モータ移動子
の位置に応じた駆動が行われる駆動装置において、モー
タとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接続さ
れ、モータ側に、モータ移動子の位置を検出する位置検
出手段と、この位置検出手段からの位置信号をモータ駆
動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手段と、位置検
出手段用の駆動電力をモータ駆動用動力線の駆動電力か
ら生成する電力生成手段とが設けられ、モータ駆動制御
部側に、モータ駆動用動力線の駆動電力上に結合手段に
より重畳された位置信号を再生する位置信号再生手段
と、この位置信号再生手段で再生した位置信号に応じて
モータを駆動するモータ駆動手段とが設けられているこ
とを特徴とするものである。

【００１３】この構成により、位置検出手段用の駆動電
力をモータ駆動用動力線の駆動電力から生成するので、
従来のように、モータとモータ駆動制御部との間に位置
検出手段用の電力供給線が必要なくなって、その配線作
業の作業性の向上も図られることになる。

【００１４】さらに、好ましくは、本発明の駆動装置に
おけるモータ駆動制御部は、位置信号再生手段で再生し
た位置信号に応じた、少なくともモータ停止時の移動子
の位置を記憶する記憶手段を有し、モータ起動時には、
記憶手段からの出力に応じてモータを駆動し、モータ起
動後は、位置信号再生手段で再生した位置信号に応じて
モータを駆動することを特徴とする。

【００１５】この構成により、記憶手段は装置の電源が
オフされても、例えば内部電源などによってモータ停止
時の移動子の位置を位置信号再生手段からの位置信号と
して記憶しているので、モータ起動時に、モータ停止時
の移動子の位置に応じた記憶手段からの位置信号でモー
タを起動することが可能となり、モータ起動時によりス
ムーズにモータ駆動させることが可能となる。

【００１６】さらに、好ましくは、本発明の駆動装置に
おけるモータ駆動制御部は、モータを所定時間同期駆動
する同期駆動手段を有し、モータ起動時には同期駆動手
段の出力に応じてモータを同期駆動し、モータ起動後は
位置信号再生手段の出力に応じてモータを駆動すること
を特徴とする。

【００１７】この構成により、モータ起動時には同期駆
動手段の出力に応じてモータを同期駆動するので、モー
タ起動時のモータ駆動をよりスムーズに行うことが可能
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る駆動装置の実
施形態について図面を参照して説明するが、本発明は以
下に示す実施形態に限定されるものではない。

【００１９】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
の駆動装置の構成を示すブロック図である。

【００２０】図１において、モータ２１とモータ駆動制
御部としてのドライバ２２とがモータ駆動用動力線２３
で接続されている。このモータ２１側には、所定の極数
に着磁されており、その中心に回転軸が設けられて回転
駆動可能な移動子（回転子）２４と、ドライバ２２から
のモータ駆動出力ｄが供給されることで移動子２４を回
転させるように作用する固定子２５と、この固定子２５
側に配設されて移動子２４の回転位置を検出する位置検
出手段２６と、この位置検出手段２６からの移動子２４
の位置信号ｂをモータ駆動用動力線２３の駆動電力上に
重畳する結合手段２７と、この位置検出手段２６に用い
る駆動電力をモータ駆動用動力線２３の駆動電力から生
成する電力生成手段２８とが設けられている。

【００２１】また、ドライバ２２側には、モータ駆動用
動力線２３の駆動電力上に結合手段２７により重畳され
た位置信号を再生する位置信号再生手段２９と、偏差信
号などの制御信号ａが入力されると共に位置信号再生手
段２９からの位置信号ｅが入力され、この位置信号ｅに
応じた三相信号などの駆動信号ｃを出力する制御手段３
０と、この制御手段３０に接続されており、制御手段３
０からの駆動信号ｃが入力され、モータ駆動出力ｄをモ
ータ駆動用動力線２３に出力する駆動回路３１と、これ
らの制御手段３０および駆動回路３１に対して所定電圧
で電力供給する電源３２とが設けられている。これらの
制御手段３０および駆動回路３１でモータ駆動手段３３
が構成されており、この位置信号再生手段２９で再生し
た位置信号ｅに応じたモータ駆動出力ｄによってモータ
２１の移動子２４を所定の速度制御で回転駆動するよう
になっている。

【００２２】図２は、図１の駆動装置のモータ２１の具
体的構成を示す回路図であり、図３は図１の駆動装置の
ドライバ２２の具体的構成を示す回路図である。

【００２３】図２において、モータ駆動用動力線２３
は、電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにより構成されてお
り、これらの電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗはそれぞれ
各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの各一端にそれぞれ
接続されていると共に、各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３
４ｗの各他端はそれぞれ互いに接続されてスター結線さ
れている。また、固定子２５は、移動子２４の外周側に
設けられており、ドライバ２２からのモータ駆動出力ｄ
１〜ｄ３が電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗをそれぞれ介
して、スター結線された各極の巻線３４ｕ，３４ｖ，３
４ｗにそれぞれ供給されることで移動子２４を回転させ
得る移動磁界ｐを発生させるようになっている。この固
定子２５側に配設され、移動子２４が所定の対向位置に
来たときに所定出力の位置信号ｂ１〜ｂ３を出力する各
ホール素子などから構成され、移動子２４の回転位置を
検出する位置検出手段２６は、その各出力端がそれぞ
れ、結合手段２７の各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，
２７ｗをそれぞれ介して各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３
ｗにそれぞれ接続されており、位置検出手段２６からの
各位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ、各結合コンデンサ２
７ｕ，２７ｖ，２７ｗをそれぞれ通して各電力線２３
ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力に重畳するようになって
いる。

【００２４】また、電力生成手段２８は、同一の通電方
向に接続された整流用ダイオード３５，３６の直列回路
と、同一の通電方向に接続された整流用ダイオード３
７，３８の直列回路と、同一の通電方向に接続された整
流用ダイオード３９，４０の直列回路と、平滑用コンデ
ンサ４１とが並列接続されて構成されている。また、こ
れらの整流用ダイオード３５，３６の接続点と、整流用
ダイオード３７，３８の接続点と、整流用ダイオード３
９，４０の接続点とがそれぞれ、各電力線２３ｕ，２３
ｖ，２３ｗにそれぞれ接続されて、各電力線２３ｕ，２
３ｖ，２３ｗからそれぞれ交流電力を入力するようにな
っている。さらに、整流用ダイオード３５，３７，３９
のカソード側の接続点と、整流用ダイオード３６，３
８，４０のアノード側の接続点とはそれぞれ、位置検出
手段２６の両電力供給端にそれぞれ接続されて、位置検
出手段２６に直流電力を供給するようになっている。

【００２５】さらに、図３において、ドライバ２２側の
位置信号再生手段２９は以下のように回路構成となって
おり、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗにそれぞれ重畳
された各位置信号ｆ１〜ｆ３を再生して取り出すように
なっている。比較器４２，４３の一方入力端は互いに接
続されていると共に電力線２３ｕに接続されており、比
較器４２の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力さ
れ、また、比較器４３の他方入力端には閾値ｇ２の基準
電圧が入力されている。また、比較器４２の出力端はア
ンドゲート４４の一方入力端に接続され、また、比較器
４３の出力端はＤフリップフロップ４５のＲ端子、Ｄフ
リップフロップ４６のクロック端子およびフリップフロ
ップ４７の入力端に接続されている。さらに、このＤフ
リップフロップ４５のＱ出力端子はアンドゲート４４の
他方入力端に接続され、また、アンドゲート４４の出力
端はフリップフロップ４７の入力端に接続されている。
また同様に、比較器４８，４９の一方入力端は互いに接
続されていると共に電力線２３ｖに接続されており、比
較器４８の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力さ
れ、また、比較器４９他方入力端には閾値ｇ２の基準電
圧が入力されている。また、比較器４８の出力端はアン
ドゲート５０の一方入力端に接続され、また、比較器４
９の出力端はＤフリップフロップ５１のＲ端子、Ｄフリ
ップフロップ４５のクロック端子およびフリップフロッ
プ４７の入力端に接続されている。さらに、Ｄフリップ
フロップ５１のＱ出力端子はアンドゲート５０の他方入
力端に接続され、また、アンドゲート５０の出力端はフ
リップフロップ４７の入力端に接続されている。さらに
同様に、比較器５２，５３の一方入力端は互いに接続さ
れていると共に電力線２３ｗに接続されており、比較器
５２の他方入力端には閾値ｇ１の基準電圧が入力され、
また、比較器５３の他方入力端には閾値ｇ２の基準電圧
が入力されている。また、比較器５２の出力端はアンド
ゲート５４の一方入力端に接続され、また、比較器５３
の出力端はＤフリップフロップ４６のＲ端子、Ｄフリッ
プフロップ５１のクロック端子およびフリップフロップ
４７の入力端に接続されている。さらに、このＤフリッ
プフロップ４６のＱ出力端子はアンドゲート５４の他方
入力端に接続され、また、アンドゲート５４の出力端は
フリップフロップ４７の入力端に接続されている。

【００２６】また、制御手段３０は以下のような回路構
成となっており、位置信号再生手段２９で再生された位
置信号ｅ１〜ｅ３に応じた三相信号などの駆動信号ｃ１
〜ｃ６をそれぞれ出力するようになっている。つまり、
フリップフロップ４７の各出力端がそれぞれ接続される
マトリックス回路５５の一方の出力端はそれぞれ各アン
ドゲート５６，５７，５８の一方入力端にそれぞれ接続
され、また、偏差信号などの制御信号ａが入力されるパ
ルス幅制御部（ＰＷＭ）５９の出力端はアンドゲート５
６，５７，５８の他方入力端に接続されて、各アンドゲ
ート５６，５７，５８でそれぞれアンド処理されて、各
駆動信号ｃ２，ｃ４，ｃ６をそれぞれ出力するようにな
っている。また、マトリックス回路５５の他方の出力端
からは各駆動信号ｃ１，ｃ３，ｃ５をそれぞれ出力する
ようになっている。

【００２７】さらに、駆動回路３１は以下のような回路
構成となっており、制御手段３０からの駆動信号ｃ１〜
ｃ６に基づいて駆動回路３１内の後述するスイッチング
素子をスイッチング制御することで、スター結線の多相
巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗに位相の異なる交流電力を
供給するようになっている。つまり、駆動回路３１は、
スイッチング素子としての駆動用トランジスタ６０，６
１の直列回路とフライホイール・ダイオード６２，６３
の直列回路とが並列接続されており、これらのフライホ
イール・ダイオード６２，６３の接続点は駆動用トラン
ジスタ６０，６１の接続点に接続されると共に電力線２
３ｕを介してモータ２１の巻線３４ｕの一方端に接続さ
れ、また、スイッチング素子としての駆動用トランジス
タ６４，６５の直列回路とフライホイール・ダイオード
６６，６７の直列回路とが並列接続されており、これら
のフライホイール・ダイオード６６，６７の接続点は駆
動用トランジスタ６４，６５の接続点に接続されると共
に電力線２３ｖを介してモータ２１の巻線３４ｖの一方
端に接続され、さらに、スイッチング素子としての駆動
用トランジスタ６８，６９の直列回路とフライホイール
・ダイオード７０，７１の直列回路とが並列接続されて
おり、これらのフライホイール・ダイオード７０，７１
の接続点は駆動用トランジスタ６８，６９の接続点に接
続されると共に電力線２３ｗを介してモータ２１の巻線
３４ｗの一方端に接続されて構成されている。これらの
フライホイール・ダイオード６２，６３、フライホイー
ル・ダイオード６６，６７およびフライホイール・ダイ
オード７０，７１は全て、直流電源としてのバッテリー
７２の＋側から電流が流れ込んでくる方向に対して阻止
する方向に接続（ダイオードのカソード側がバッテリー
７２の＋側に接続）されていると共に、駆動用トランジ
スタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および
駆動用トランジスタ６８，６９のうちのオンしている素
子がオフしたときに、駆動用トランジスタを保護すべ
く、多相巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗに流れる電流を循
環させて逃がすように構成されている。

【００２８】また、バッテリー７２の＋側端は位置信号
再生手段２９の比較器４２，４８，５２に接続され、ま
た、バッテリー７２の−側端は位置信号再生手段２９の
比較器４３，４９，５３に接続されており、位置信号再
生手段２９に直流電力を供給するようになっている。

【００２９】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。

【００３０】図４および図５は、図１〜図３の駆動装置
の各要部の信号波形を示すタイムチャートである。この
場合、図４および図５のタイムタクトも同一であり、例
えば図４の位置信号ｂ１の時点ｘと図５の信号ｉ１の時
点ｙとは同時点である。

【００３１】モータ２１の移動子を回転駆動するに際し
て、まず、制御手段３０に偏差信号などの制御信号ａと
位置信号ｅ１〜ｅ３が入力されると、制御手段３０は位
置信号ｅ１〜ｅ３に応じた各三相信号の各駆動信号ｃ１
〜ｃ６を駆動回路３１に出力する。駆動回路３１に各駆
動信号ｃ１〜ｃ６が入力されると、駆動回路３１は、モ
ータ駆動用動力線２３の各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３
ｗにそれぞれ各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３をそれぞれ出
力する。これらの各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３のうち例
えば、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ａ１は、駆動用
トランジスタ６０がオンで駆動用トランジスタ６１がオ
フしている状態であり、また、図４のモータ駆動出力ｄ
１の波形Ｂ１は、駆動用トランジスタ６０がオフで駆動
用トランジスタ６１がオンしている状態であり、さら
に、図４のモータ駆動出力ｄ１の波形Ｃ１は、駆動用ト
ランジスタ６１がオンからオフして、フライホイール・
ダイオード６２に固定子２５の巻線３４ｕから循環電流
が流れている状態であり、さらに、図４のモータ駆動出
力ｄ１の波形Ｄ１は、駆動用トランジスタ６０，６１が
共にオフしている状態である。また、モータ駆動出力ｄ
２の波形Ａ２〜Ｄ２およびモータ駆動出力ｄ３の波形Ａ
３〜Ｄ３についても上記モータ駆動出力ｄ１の波形Ａ１
〜Ｄ１と同様に作用している。このとき、波形Ｄ１部の
電圧レベルが漸増または漸減しているのは、複数の極か
らなる磁石などから構成された移動子が固定子内を移動
すると、各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗには逆起電力が
発生するため、直流電源であるバッテリー７２の電極電
位を基準とした各巻線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗの合成さ
れた逆起電力波形がモータ駆動出力ｄ１〜ｄ３にそれぞ
れ現れるからである。なお、図４に示すモータ駆動出力
ｄ１〜ｄ３における波形ｚの高さの略中間位置が閾値ｇ
１または閾値ｇ２となっている。

【００３２】次に、駆動回路３１からの各モータ駆動出
力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ、各電力線２３ｕ，２３ｖ，２
３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各極の各巻線３４
ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力されると、固定子２
５の各極は移動子２４の移動磁界ｐを発生させ、これに
より、移動子２４は移動して回転駆動することになる。
移動子２４が移動すると、固定子２５側に配設されたホ
ール素子などの位置検出手段２６と対向することになっ
て、位置検出手段２６から図４に示すような位置信号ｂ
１〜ｂ３がそれぞれ出力されることになる。位置検出手
段２６からの位置信号ｂ１〜ｂ３はそれぞれ、結合手段
２７の各結合コンデンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗをそれ
ぞれ通して各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの駆動電力
に重畳されることになる。言い替えると、各結合コンデ
ンサ２７ｕ，２７ｖ，２７ｗはそれぞれ、位置信号ｂ１
〜ｂ３をそれぞれ入力して微分し、各電力線２３ｕ，２
３ｖ，２３ｗの駆動電力に位置信号ｆ１〜ｆ３をそれぞ
れ重畳することになる。

【００３３】このとき、位置検出手段２６は、モータ駆
動用動力線２３の各電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗから
取り出される駆動交流電力を電力生成手段２８で整流、
平滑して生成した駆動用直流電力の供給を受けており、
図示していない電源回路で、その供給された駆動用直流
電圧を所定の電圧に降圧、安定化させて内部電源として
利用している。

【００３４】さらに、ドライバ２２側の位置信号再生手
段２９では、電力線２３ｕの駆動電力に重畳された位置
信号ｆ１は比較器４２，４３の各一方入力端に入力さ
れ、また、電力線２３ｖの駆動電力に重畳された位置信
号ｆ２は比較器４８，４９の各一方入力端に入力され、
さらに、電力線２３ｗの駆動電力に重畳された位置信号
ｆ３は比較器５２，５３の各一方入力端に入力される。
これらの比較器４２，４８，５２は閾値ｇ１を基準と
し、また、比較器４３，４９，５３は閾値ｇ２を基準と
して、比較器４２，４３、比較器４８，４９および比較
器５２，５３はそれぞれ比較信号ｈ１〜ｈ６をそれぞれ
出力する。これらの比較信号ｈ１〜ｈ６のうち比較信号
ｈ１，ｈ３，ｈ５はそれぞれ各アンドゲート４４，５
０，５４の一方入力端にそれぞれ入力される。また、比
較信号ｈ２，ｈ４，ｈ６はそれぞれ各Ｄフリップフロッ
プ４５，５１，４６にそれぞれ入力される。各Ｄフリッ
プフロップ４５，５１，４６の各出力端子からの信号は
それぞれ各アンドゲート４４，５０，５４の他方入力端
にそれぞれ入力された後、その各出力端子からはそれぞ
れ、図５に示すような信号ｉ１〜ｉ３がそれぞれ出力さ
れることになる。このようにして、これらの信号ｉ１〜
ｉ３および比較信号ｈ２，ｈ４，ｈ６がそれぞれフリッ
プフロップ４７に入力されることになる。このフリップ
フロップ４７からは、位置検出手段２６から出力された
各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３を
それぞれ再生して制御手段３０のマトリックス回路５５
にそれぞれ出力する。

【００３５】さらに、制御手段３０では、マトリックス
回路５５に各位置信号ｅ１〜ｅ３がそれぞれ入力される
と、マトリックス回路５５は、駆動回路３１の駆動用ト
ランジスタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５
および駆動用トランジスタ６８，６９を駆動するための
デューティサイクル１００パーセントの三相信号ｃ１，
ｃ３，ｃ５および三相信号ｊ１〜ｊ３をそれぞれ出力す
る。一方、制御手段３０のパルス幅変調回路５９は、偏
差信号などの制御信号ａが入力されて各アンドゲート５
６，５７，５８の他方入力端子にパルス幅変調信号ｋを
出力する。これらのパルス幅変調信号ｋと三相信号ｊ１
〜ｊ３がそれぞれ、各アンドゲート５６，５７，５８に
それぞれ入力されることになる。各アンドゲート５６，
５７，５８の出力端子からそれぞれ出力される三相信号
ｃ２，ｃ４，ｃ６はそれぞれ、駆動回路３１の下アーム
の駆動用トランジスタ６１，６５，６９の各ベースにそ
れぞれ入力され、また、マトリックス回路５５からの三
相信号ｃ１，ｃ３，ｃ５はそれぞれ、駆動回路３１の上
アームの駆動用トランジスタ６０，６４，６８の各ベー
スにそれぞれ入力される。このようにして、制御手段３
０からの三相信号ｃ１〜ｃ６がそれぞれ駆動用トランジ
スタ６０，６１、駆動用トランジスタ６４，６５および
駆動用トランジスタ６８，６９の各ベースにそれぞれ入
力されると、これらの駆動用トランジスタ６０，６１、
駆動用トランジスタ６４，６５および駆動用トランジス
タ６８，６９がそれぞれスイッチング制御されてバッテ
リー７２からの直流電力が位相の異なるモータ駆動用交
流電力に変換されて、各位置信号ｂ１〜ｂ３にそれぞれ
応じた各モータ駆動出力ｄ１〜ｄ３をそれぞれ出力する
ことで、固定子２５の各極に移動磁界を発生させて、モ
ータ２１の移動子２４は所定の方向に所定の速度で移動
して回転駆動することになる。

【００３６】したがって、モータ２１側の位置検出手段
２６で検出した位置信号ｂ１〜ｂ３をそれぞれ、結合手
段２７を介してモータ駆動用の各電力線２３ｕ，２３
ｖ，２３ｗの駆動電力上にそれぞれ重畳し、ドライバ２
２側の位置信号再生手段２９で、重畳された各位置信号
ｆ１〜ｆ３（ｂ１〜ｂ３）を再生し、この再生した位置
信号ｅ１〜ｅ３に応じてモータ２１を駆動するため、従
来の逆起電圧による位置信号の生成の場合のように、移
動子２４の位置に応じた回転駆動制御が可能な回転速度
範囲に制限があるということがなく、かつ従来のような
位置信号用の多芯信号線を必要としないことから、その
配線作業がなくなってその作業性を大幅に向上させるこ
とができる。

【００３７】また、位置検出手段２６に用いる直流駆動
電力をモータ駆動用の電力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗの
交流電力から整流、平滑して生成するため、従来のよう
に、モータ２１とドライバ２２との間に位置検出手段２
６用の電力供給線が必要なくなって、配線作業の作業性
をいっそう向上させることができる。

【００３８】（実施形態２）本実施形態２では、上記実
施形態１に加えて、モータ停止時の移動子の位置を記憶
する記憶手段を設け、モータ起動時に記憶情報を用いて
起動させる場合である。

【００３９】図６は、本発明の実施形態２のモータ駆動
装置の構成を示すブロック図であり、図１の実施形態１
と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付けて
その説明を省略する。

【００４０】図６において、ドライバ２２ａ側の位置信
号再生手段２９の出力端には、少なくともモータ停止時
に再生された位置信号ｅ１〜ｅ３に応じた移動子の位置
を記憶する記憶手段８０を介して制御手段３０に接続さ
れており、モータ起動時には、記憶手段８０からの出力
に応じてモータを起動させ、モータ起動後は、位置信号
再生手段２９で再生した位置信号ｅ１〜ｅ３にそれぞれ
応じてモータを駆動させるようになっている。また、ド
ライバ２２ａ内には、この記憶手段８０に対して所定電
圧で電力供給可能な内部電源８１が設けられている。

【００４１】上記構成により、ドライバ２２ａの電源が
オフされたときにも、少なくともモータ停止時の移動子
２４の位置を、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶手段８０により
記憶させておき、モータ起動時に、その記憶手段８０か
らの出力に基づいた所定の相から固定子２５を励磁して
移動子２４を移動させると共に、電力生成手段２８を介
して位置検出手段２６に電力を供給して位置信号ｂ１〜
ｂ３をそれぞれ出力させ、モータの起動後は、位置信号
ｂ１〜ｂ３をそれぞれ再生する位置信号再生手段２９か
らの位置信号ｅ１〜ｅ３に基づいてモータ２１を回転駆
動する。

【００４２】つまり、記憶手段８０はドライバ２２の電
源がオフされると、ドライバ２２ａの内部電源８１がオ
フするまでに、位置信号再生手段から位置信号ｅ１〜ｅ
３をそれぞれ入力してモータ停止時の位置信号ｅ１〜ｅ
３をそれぞれ記憶する。モータ起動時に、ドライバ２２
ａの電源がオンされると、記憶手段８０はモータ停止時
に記憶した位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ制御手段３０
にそれぞれ出力する。また、モータ起動時に、偏差信号
などの制御信号ａが制御手段３０に入力されると、制御
手段３０は駆動回路３１に各三相信号の駆動信号ｃ１〜
ｃ６をそれぞれ出力する。この駆動回路３１に各駆動信
号ｃ１〜ｃ６がそれぞれ入力されると、駆動回路３１か
ら各駆動出力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ各電力線２３ｕ，２
３ｖ，２３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各極の各巻
線３４ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力することで、
移動子２４が移動し始めることになる。このようにし
て、移動子２４が移動すると、位置信号再生手段２９は
位置検出手段２６からの位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の位
置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ再生して記憶手段８０に入
力する。この記憶手段８０は、記憶した位置信号ｅ１〜
ｅ３と、再生された位置信号ｅ１〜ｅ３とを比較し、そ
の比較結果に差があれば、移動子２４が移動したと判断
して、その後は、記憶していた位置信号ｅ１〜ｅ３に代
えて、再生された位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に
出力するようにしたため、上記実施形態１と同様に、図
４および図５に従ってモータ駆動されることになる。な
お、このとき、上記比較結果に差があれば、記憶してい
た位置信号ｅ１〜ｅ３に代えて、再生された位置信号ｅ
１〜ｅ３を記憶手段８０に記憶させると共に、その記憶
した再生位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３０に出力する
ようにしてもよい。

【００４３】したがって、記憶手段８０は装置の電源が
オフされても、例えば内部電源８１などによってモータ
停止時の移動子２４の位置を位置信号再生手段２９から
の位置信号ｅ１〜ｅ３として記憶しているため、モータ
起動時に、モータ停止時の移動子の位置に応じた記憶手
段８０からの出力でモータ２１をよりスムーズに起動さ
せることができる。

【００４４】（実施形態３）本実施形態３では、モータ
起動時は同期駆動手段からの同期駆動出力に応じてモー
タを同期駆動し、モータ起動後は位置信号再生手段の出
力に応じてモータ駆動する場合である。

【００４５】図７は、本発明の実施形態３のモータ駆動
装置の構成を示すブロック図であり、図１の実施形態１
と同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付けて
その説明を省略する。

【００４６】図７において、位置信号再生手段２９と制
御手段３０との間に、モータ２１を所定時間同期駆動す
る同期駆動手段８２が配設されており、制御手段３０は
駆動回路３１を介して、モータ起動時は同期駆動手段８
２からの出力に応じて所定時間同期駆動させ、モータ起
動後は位置信号再生手段２９の出力に応じてモータ駆動
させるようになっている。

【００４７】上記構成により、モータ起動時に、同期駆
動手段８２は、起動信号ｌが入力されると、モータの自
起動周波数以下の位置信号ｍを制御手段３０に所定時間
だけ出力する。また、モータ起動時に、偏差信号などの
制御信号ａが制御手段３０に入力されると、制御手段３
０は駆動回路３１に、位置信号ｍと同じ周波数の各三相
信号の駆動信号ｃ１〜ｃ６を出力する。駆動回路３１に
駆動信号ｃ１〜ｃ６が入力されると、駆動回路３１から
駆動出力ｄ１〜ｄ３がそれぞれ各電力線２３ｕ，２３
ｖ，２３ｗをそれぞれ介して固定子２５の各巻線３４
ｕ，３４ｖ，３４ｗにそれぞれ入力することで、移動子
２４が移動し始めることになる。このようにして、移動
子２４が位置信号ｍに同期して連続的に移動すると、位
置信号再生手段２９は位置検出手段２６からの各位置信
号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ
再生し、これらの各位置信号ｅ１〜ｅ３をそれぞれ同期
駆動手段８２を介して制御手段３０にそれぞれ入力する
ことになる。

【００４８】さらに、この同期駆動手段８２は一定時間
が経過すると、上記位置信号ｍに代えて、位置信号再生
手段２９で再生された位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３
０に出力するため、上記実施形態１と同様に図４および
図５のタイムチャートに従ってモータ２１の移動子２４
を回転駆動させることができる。

【００４９】したがって、モータ起動時の所定時間だけ
同期駆動手段８２の出力に応じてモータ２１を同期駆動
するため、よりスムーズにモータ起動を行うことができ
て、その後は、移動子２４の位置信号ｅ１〜ｅ３に応じ
たモータ駆動を効率良く行うことができる。

【００５０】なお、上記実施形態３では、モータ起動時
に、同期駆動手段８２からモータ２１の自起動周波数以
下の位置信号ｍを制御手段３０に一定時間出力し、その
後は、位置信号再生手段２９が、位置検出手段２６から
の各位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３
をそれぞれ再生して制御手段３０に出力するように構成
したが、その一定時間が経過する前に、各電力線２３
ｕ，２３ｖ，２３ｗからの逆起電圧の値が、予め定めら
れた値になると、同期駆動手段８２は上記位置信号ｍに
代えて、再生された各位置信号ｅ１〜ｅ３を制御手段３
０に出力するようにすることもできる。また、この同期
駆動手段８２を制御手段３０と駆動回路３１との間に接
続して設け、制御手段３０は、モータ起動時には、同期
駆動手段８２によって駆動回路３１を同期駆動させ、モ
ータ起動後には、位置信号再生手段２９からの各位置信
号ｅ１〜ｅ３に基づいてモータ２１を回転駆動させるよ
うにすることもできる。

【００５１】また、上記実施形態１〜３では、モータ２
１内の電力生成手段２８は結合手段２７の接続位置によ
りもドライバ２２側に接続する構成としたが、結合手段
２７の接続位置によりも固定子２５側に接続することも
できる。また、上記実施形態１〜３では、電力生成手段
２８の整流部は三相ブリッジに代えて単相ブリッジとす
ることもできる。さらに、上記実施形態１〜３では、駆
動回路３１の下アームの駆動用トランジスタ６１，６
５，６９がパルス幅変調されたが、駆動回路３１の上ア
ームの駆動用トランジスタ６０，６４，６８をパルス幅
変調することで制御することもできる。さらに、上記実
施形態１〜３では、位置検出手段２６はブラシレス・Ｄ
Ｃモータの位置検出手段として説明したが、インバータ
で駆動されるモータの速度検出手段として用いることも
できる。

【００５２】さらに、上記実施形態１〜３では、制御手
段３０と位置信号再生手段２９とはハード構成とした
が、これらの制御手段３０と位置信号再生手段２９の一
部はソフト構成とすることもできる。

【００５３】この場合、制御手段３０はマイクロコンピ
ュータで構成し、位置信号ｅ１〜ｅ３がマイクロコンピ
ュータに入力されると、マイクロコンピュータは位置信
号ｅ１〜ｅ３の割込み処理を行い、駆動回路３１の駆動
用トランジスタ６０，６４，６８のベースに対して、デ
ューティサイクル１００パーセントの三相信号ｃ１，ｃ
３，ｃ５を出力するようになっている。また、このマイ
クロコンピュータは偏差信号などの制御信号ａを入力し
てＡ／Ｄ変換し、制御信号ａの値に基づいたパルス幅変
調信号ｋと、位置信号ｅ１〜ｅ３の割込み処理で得られ
た三相信号ｊ１〜ｊ３とのアンド処理を行って、駆動回
路３１の駆動用トランジスタ６１，６５，６９の各ベー
スに対してそれぞれ、パルス幅変調された各三相信号ｃ
２，ｃ４，ｃ６をそれぞれ出力するようになっている。

【００５４】また、位置信号再生手段２９は、比較器４
２，４３、比較器４８，４９および比較器５２，５３以
外はマイクロコンピュータで構成し、各電力線２３ｕ，
２３ｖ，２３ｗの駆動電力にそれぞれ重畳された位置信
号ｆ１〜ｆ３はそれぞれ、比較器４２，４３の入力端
子、比較器４８，４９の入力端子および比較器５２，５
３の入力端子にそれぞれ入力される。これらの比較器４
２，４８，５２はそれぞれ閾値ｇ１を基準とし、比較器
４３，４９，５３はそれぞれ閾値ｇ２を基準として比較
信号ｈ１〜ｈ６をそれぞれ出力するようになっている。
これらの比較信号ｈ１〜ｈ６がそれぞれマイクロコンピ
ュータに入力されると、マイクロコンピュータはこれら
の比較信号ｈ１〜ｈ６の割込み処理とアンド処理などの
論理処理を行って、位置検出手段２６から出力された各
位置信号ｂ１〜ｂ３と同様の各位置信号ｅ１〜ｅ３をそ
れぞれ再生するようになっている。

【００５５】

【発明の効果】以上のように請求項１によれば、位置検
出手段で検出した移動子の位置信号をモータ駆動用動力
線を利用して電送するため、モータとモータ駆動制御部
との間の多芯信号線を必要とせず、その作業工数がなく
なってその作業性を向上させることができ、モータ起動
当初から移動子の位置に応じた回転駆動制御を行うこと
ができる。

【００５６】また、請求項２によれば、位置検出手段用
の駆動電力をモータ駆動用動力線の駆動電力から生成す
るため、従来のように、モータとモータ駆動制御部との
間の位置検出手段用の駆動電力線が必要なくなって、そ
の配線作業の作業性をいっそう向上させることができ
る。

【００５７】さらに、請求項３によれば、記憶手段は装
置の電源がオフされても、例えば内部電源などによって
モータ停止時の移動子の位置を位置信号再生手段からの
位置信号として記憶しているため、モータ起動時に、モ
ータ停止時の移動子の位置に応じた記憶手段からの出力
でモータをよりスムーズに起動させることができる。

【００５８】さらに、請求項４によれば、モータ起動時
には同期駆動手段の出力に応じてモータを同期駆動する
ため、モータをよりスムーズに起動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の駆動装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の駆動装置のモータ２１の具体的構成を示
す回路図である。

【図３】図１の駆動装置のドライバ２２の具体的構成を
示す回路図である。

【図４】図１〜図３の駆動装置の各要部の信号波形を示
すタイムチャートである。

【図５】図１〜図３の駆動装置の各要部の信号波形を示
すタイムチャートである。

【図６】本発明の実施形態２の駆動装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図７】本発明の実施形態３の駆動装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図８】従来の駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２１モータ２２，２２ａ，２２ｂドライバ２３モータ駆動用動力線２３ｕ，２３ｖ，２３ｗ電力線２４移動子２５固定子２６位置検出手段２７結合手段２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ結合コンデンサ２８電力生成手段２９位置信号再生手段３０制御手段３１駆動回路３２電源３３モータ駆動手段３４ｕ，３４ｖ，３４ｗ巻線３５，３６，３７，３８，３９，４０整流用ダイオ
ード４１平滑用コンデンサ４２，４３，４８，４９，５２，５３比較器４４，５０，５４，５６，５７，５８アンドゲート４５，４６，５１Ｄフリップフロップ４７フリップフロップ５５マトリックス回路５９パルス幅制御部（ＰＷＭ）６０，６１，６４，６５，６８，６９駆動用トラン
ジスタ６２，６３，６６，６７，７０，７１フライホイー
ル・ダイオード７２バッテリー８０記憶手段８１内部電源８２同期駆動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータ移動子の位置に応じた駆動が行わ
れる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接
続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出す
る位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を
前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手
段とが設けられ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の
駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を
再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で
再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動
手段とが設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】モータ移動子の位置に応じた駆動が行わ
れる駆動装置において、モータとモータ駆動制御部とがモータ駆動用動力線で接
続され、前記モータ側に、モータ移動子の位置を検出す
る位置検出手段と、この位置検出手段からの位置信号を
前記モータ駆動用動力線の駆動電力上に重畳する結合手
段と、前記位置検出手段用の駆動電力を前記モータ駆動
用動力線の駆動電力から生成する電力生成手段とが設け
られ、前記モータ駆動制御部側に、前記モータ駆動用動力線の
駆動電力上に前記結合手段により重畳された位置信号を
再生する位置信号再生手段と、この位置信号再生手段で
再生した位置信号に応じてモータを駆動するモータ駆動
手段とが設けられていることを特徴とする駆動装置。
【請求項３】前記モータ駆動制御部は、前記位置信号
再生手段で再生した位置信号に応じた、少なくともモー
タ停止時の移動子の位置を記憶する記憶手段を有し、モ
ータ起動時には、前記記憶手段からの出力に応じてモー
タを駆動し、モータ起動後は、前記位置信号再生手段で
再生した位置信号に応じてモータを駆動することを特徴
とする請求項１または２記載の駆動装置。
【請求項４】前記モータ駆動制御部は、モータを所定
時間同期駆動する同期駆動手段を有し、モータ起動時に
は前記同期駆動手段の出力に応じてモータを同期駆動
し、モータ起動後は前記位置信号再生手段の出力に応じ
てモータを駆動することを特徴とする請求項１または２
記載の駆動装置。