JPS60234494A

JPS60234494A - ブラシレス直流モ−タ

Info

Publication number: JPS60234494A
Application number: JP59088260A
Authority: JP
Inventors: Makoto Goto; 誠後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-11-21

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、３相のコイルへの電流路をトランジスタによ
って切換えるブラシレス直流モータに関するものである
。

（従来例の構成とその問題点）従来のブラシレス直流モータでは、３相のコイルへの電
流路を切換えるために、ロータマグネットの回転位置を
検出する位置検出素子を必要としていた。位置検出素子
にはロータマグネ、トの磁束を感知するホール素子が多
く利用されているが、；３相コイルの電流路を切換制御
するために（ｌ″ｊ：３個のホール素子を使用する必要
があり、部品点数が多くなりかつ配線が繁雑になるとい
う欠講があった。特に、エアコンのコンプレッサー用七
−タとしてブラシレス直流モータを使用する場合には、
ホール素子を高温・高圧状態にて使用することになシ、
信頼性、寿命が著しく低下していた。

（発明の目的）本発明は、コイルに発生する逆起電圧を利用することに
よって電流路の切換制御を行なわせ、位置検出素子を不
要にしたブラシレス直流モータを提供するものである。

（発明の構成）本発明のブラシレス直流モータは、ｎ組（ｎは整数）の
磁極対を有するロータと、前記ロータの界磁磁束と鎖交
する３相のコイルと、直流電源から前記３相コイルへの
電流路を形成する第１の駆動トランジスタ群と、前記３
相のコイルから前記直流電源への電流帰路を形成する第
２の駆動トランジスフ群と、前記コイルの端子電圧を検
出して・やレス信号を得るパルス検出手段と、所定周波
数のクロックパルスを作り出すクロックパルス発生手段
と、前記パルス検出手段の・やレス信号に応動して前記
クロック・々レスをカウントすることにより前記パルス
信号の周期長Ｔｃに交γ応したカウント値を前記・ぐレ
ス信号の１サイクル毎に得る計数手段と、前記計数手段
のカウント値にもとづいてＴｇ／６もしくは略Ｔｃ／６
の時間毎にトリガ信号を作り出し、前記トリガ信号によ
り前記３相のコイルへの電流路を切換制御する通電切換
手段とを具備し、前記・ぐレス検出手段の・ぐレス信号
の立上シエッノもしくは立下りエツジの発生タイミング
にもとづいて前記第１の駆動トランジスタ群と第２の駆
動トランジスタ群を所定の通電状態となし、その後に、
前記トリが信号の発生タイミングにて前記第１の駆動ト
ランジスタ群もしくは第２の駆動トランジスタ群の通電
状態を順次切換えることにより、前記・ぐレス検出手段
のパルス信号の１周期内において前記３相のコイルへの
電流路を６状態に切換制御するようにしたもので、この
構成によって上記の目的を達成したものである。

（実施例の説明）第１図に本発明の一実施例を示す。ロータに取りつけら
れたロータマグネ、ト２には１磁極対のＮ極とＳ極が形
成され、界磁磁束を３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃに鎖
交させている。第１の駆動トランジスタ４　ａ　、　４
　ｂ　、　４　ｃの通電状態を切換制御することによっ
て、直流電源１から３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃへの
電流路が切換えられている。第２の１駆動トランノスタ
５ａ、５ｂ、５ｃの通電状態を切換制御することによっ
て、３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃから直流電源１への
電流帰路が切換えられている。ロータマグネ、ト２の界
磁磁束と３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃへの電流によっ
て電磁力を発生し、ロータマグネット２を所定方向に回
転駆動している。

・ぞレス検出部１０はフィルタ２３と波形整形器２４に
よって構成され、コイル３ａの端子電圧Ｍ（コイル３ａ
と駆動トランジスタ４　ａ　、　５　ａ（７）接続点の
電圧）を検出し、・ぐレス信号Ａを得ている。

第２図にノＸＱレス検出部１０の具体的な構成例を示す
。端子電圧信号Ｍは、フィルタ２３の抵抗５１゜５２に
よって分圧され、コンデンサ５３によって直流分を除去
され、コンデンサ５４によって高周波成分を低減してい
る。フィルタ２３の出力信号りは波形整形器２４のバッ
ファ５６を介してコン・ぐレータ５７に入力され、信号
りの交流成分に応じたパルス信号Ａを作り出している（
コン・ぐレータ５７にヒステリシス特性をもだせて、ノ
イズに強くしても良い）。ロータマグネット２の回転に
伴ってコイル３　ａ　、　３　ｂ　、　３　ｃには逆起
電圧が発生し、高速回転状態においてコイル３ａの端子
電圧Ｍは逆起電灰分が主になり、電流による電圧降下分
は相対的に非常に小さくなる。端子電圧Ｍの周波数はロ
ータマグネット２０回転速度に比例する。ロータマグネ
ット２が高速回転している場合に（回転数が１０００　
ｒｐｍ以上）、フィルタ２３のコンデンサ５３は端子電
圧Ｍの交流周波数において交流的に７ヨート状態となり
、コンデンサ５４は端子電圧Ｍの交流骨を積分するよう
に作用する。

その結果、端子電圧Ｍ１フィルタ出力しおよびパルス信
号Ａは、第３図に示すような波形関係となる（第３図は
実施例の説明用の動作波形図である。）パルス信号Ａの
１サイクルは、ロータマグネット２の１磁極対の回転に
相当する。また、パルス信号Ａの立上りエツジおよび立
下り工、ノにおけるロータマグネット２と３相のコイル
３ａ、３ｂ、３ｃの相対位冒関係は、磁束変化と逆起電
圧の関係式およびフィルタ２３の位相遅れ（９０°）に
よりほぼ正確に規定される（逆起電圧に較べて電流によ
る電圧降下がかなシ小さい場合）。

・やレス検出部１０の出力・ＱレスＡは計数部１１の第
１の微分器３５に入力され、・Ｑレス信号Ａの立下り工
、ノの発生タイミングから所定幅の微分パルスＢを発生
する。第４図に第１の微分器３５の具体的な構成例を示
し、第５図にその動作波形図を示す。・やレス信号Ａは
インバータ回路１０１とオア回路１０３を介してエツジ
トリガー形のトグル・フリ、プフロッデ１０４のトグル
入力端子（Ｔ）に入力される。従って、パルス信号Ａの
立下り工、ソによってフリラフ０フロツプ１．０４は反
転する（　Ｑ＋ｏ４−”　Ｈ”からＱ　＋０４−”　Ｌ
”に変わる）。ここに、Ｈ′″は高電位状態を表わし、
”　Ｌ　”は低電位状態を表わす（以後、同様である）
。

エツソトリノｊ−形のトグル・フリラフ０フロツプ１０
５も反転しく　Ｑ＋ｏｓ　＝　”　Ｈ”からＱ１０５−
”　Ｌ　”に変わる）、ナンド回路１０６の出力Ｂは”
　Ｌ　”からＨ″に変わる。従って、アンド回路１、０
２の出力側にクロ、クパレスＣＫＩを出力する。クロッ
ク・ぐレスＣＫＩは後述するクロック・ぐレス発生部１
２にて作り出される所定周波数の・ゼレス信号である。

フリップフロップ１．０４．１０５バクロ、クパレスＣ
ＫＩをカウントして行きその状態を変化させる。フリッ
プフロップ１０４と１０５が共に”Ｈ”になると、ナン
ド回路１０６の出力Ｂは”　Ｌ　”に変化し、アンド回
路１０２の出力が”　Ｌ　”にｋる。クロックツやレス
ＣＫＩがフリップフロップ１０４に入力されなくなり、
フリップフロップ］０４ど１０５は’　Ｈ”を保持する
。

このような動作によって、第１の微分器３５は・やレス
信号Ａの立下りエツジより所定の微小パルス幅の微分パ
ルスＢを出力する。

微分パルスＢは第２の微分器３６に入力され、パルス信
号Ｂの立下シエツソより所定パルス幅の微分・ぐレスＣ
を出力する。第６図に第２の微分器３Ｇの具体的な構成
例を示す。その動作は、第１の微分器３５と同様であシ
説明を省略する。

クロック・々シフ発生部１２の発振器４ｏは、抵抗とコ
ンデンサによるＲＣ形発振器または水晶振動子を利用し
た水晶発振器によって構成され、所定周波数のクロック
パルスＣＫＩを出力している。

第１の分周器４１はクロック・ｐレスＣＫＩから所定の
分周を行ない、周波数の低いクロック・ぐレスＣＫ２を
作り出している。第２の分周器４２はクロックパルスＣ
Ｋ２をさらに６分の１に分周し、クロックパルスＣＫ３
を作り出している。

計数部１１の第１のカウンタ３７はクロック・ぞレスＣ
Ｋ３をカウントして行き、パルス検出部１０の出力パル
スＡの１周期長Ｔｃに対応したカウント値を得ている。

第１のカウンタ３７のカウント値は・ぐレス信号Ａの１
サイクル毎に更新され、その値はう、チ３８に保持され
る。第７図に第１のカウンタ３７とラッチ３８の具体的
な構成例を示し、第８図にその動作説明用の波形図を示
す。

・ぐレス検出部１０の出力パルスＡの立下りエツジ１に
て作られた第２の微分器３６の出力パルスＣによってエ
ツジトリガー形のトグル・フリッゾフロッ：７’１２１
，１２２．］、２３．ｉ、２４，１２５゜１２６　、１
２７　、１．２８　、１．５５の内部状態はクリアされ
る（　”　Ｌ　”になる）。その後に、アンド回路１２
９はクロックパルスＣＫ３を出力し、フリップフロップ
１２１〜１２８，１．６５はクロック・ぞレスＣＫ３を
カウントアツプしてゆく。・ぐレス信号Ａの次の立下り
エツジが到来すると第１の微分器３５のパルスＢが発生
し、アンド回路１２９の出力を”　Ｌ　”に保持してフ
リップフロ、　！　１２１〜］　２８　、１．６５のカ
ウント動作を停止させると共に、その内容をセット・リ
セット形のフリップフロ、ゾ１３２．］３３，１３４．
，１３５，１３６゜１３７．１３８，１３９，１６９に
転送・ラッチさせる。たとえば、フリ、ゾフロッゾ１２
１の内部状態が′Ｌ″のときには（Ｑ　１２１　＝　”
　Ｌ”　）、アンド回路１４１の出力が“Ｌ′″でアン
ド回路１４２の出力が”　Ｈ”であるから、フリップフ
ロ、＋１３２は”　Ｌ″′にリセットされる。第１の微
分器３５のパルスＢによるラッチ動作が終了した後に、
第２の微分器３６のパルスＣによって第１０カウンタ３
７のフリップフロラｆ１２１〜１２８゜１６５を”　Ｌ
　”にクリアし、再度クロック・ぐレスＣＫ　３をカウ
ントして行く。その結果、・ぐレス検出部１０の出力パ
ルスＡの１周期長Ｔｃに対応したカウント値（ディノタ
ル信号Ｄ１〜Ｄ９）がラッチ３８に得られる。なお、パ
ルス信号Ａの１周期長Ｔｃが長くてフリップフロップ１
６５が反転（Ｑ＋６５−“Ｌ＃からＱ　＋６５−”　Ｈ
”に変わる）する場合には、アンド回路１２９の出力を
′Ｌ″にして第１のカウンタ３７のカウント動作を停止
させるようにしている。ラッチ：う８のフリップフロッ
プ１６９の出力Ｄ９は、第１のカウンタ３７のフリツプ
フロツプ１６５のカウント値に対応し、Ｄ９−“Ｌ″′
ならばロータマグネ、ト２の回転速度が所定速度以上で
あることを表わし、Ｄ９＝”　Ｈ”ならばローフマグネ
ット２の回転速度が所定速度以下であることを表わして
いる。この信号Ｄ９は後述するようにモータの起動の時
に利用することができる。以下では、ロータマグネ、ト
２が所定速度以上の回転速度で回転しているものとして
説明する。

通電切換部１３はトリガ゛信号発生器２１と切換制御器
２２によって構成されている。トリが信号発生器２］は
、ラッチ３８の内容を第２のカウンタ４３に入力した後
に、その内容からクロック・ぐレスＣＫ２の到来毎に減
算（ダウン、カウント）シて行き、第２０カウンタ４３
のフリツプフロツプの状態が全て°Ｌ”になった時に１
／′ｐルスのトリガ信号Ｅを発生し、再度う、チ３８の
内容を第２のカウンタ４３に入力して上記の動作を継続
するようにしている。第９図に第２のカウンタ４３の具
体的な構成例を示す。第１の微分器３５の出力・ぐレス
ＢがＨ″′になると、シリセット・クリア機能付きの工
、ノドリガー形トグル・フリ、ｆフロップ１．７２，１
７３，１７４，１７５，１７６゜１７７．１７８．１７
９はラッチ３８の内容（Ｄｌ。

Ｄ２．Ｄ３　、Ｄ４．、Ｄ５．Ｄ６．Ｄ７．Ｄ８）を入
力され、その内部状態（Ｆｌ　、Ｆ２　、Ｆ３　。

Ｆ４．、Ｆ５　、Ｆ６　、Ｆ７．Ｆ８）はう、チ３８の
内容（・ぞレス信号Ａの１周期長Ｔｃに対応した値）に
等しくなる。このとき、アンド回路１７１の出力はＬ　
”になっている。第１の微分器３５の出力Ｂが”　Ｌ　
”になると、アンド回路１７１はクロックパルスＣＫ２
を出力し、フリップフロップ１７２〜１７９はクロノク
ツぞレスＣＫ２Ｑカウントして行く。フリ、プフロノゾ
１７２〜１７９はダウンカウンタを構成するように接続
されているために、クロ、り／ぐレスＣＫ２の到来毎に
その内容を減少させる。すなわち、第２のカウンタ４３
の出力Ｆ１〜Ｆ８を２進符号としてみたとき（”Ｌ”を
０、”　Ｈ”を１）、Ｆ１〜Ｆ８はＤ１〜Ｄ８を初期値
としてクロックパルスＣＫ２の到来毎に減少して行き、
オール０（オール゛’　Ｌ　”　）まで変化する。

フリ、プフロッゾ１７２〜１７９の出力Ｆ１〜Ｆ８のう
ちいずれか一つが′Ｈ″の場合にはオア回路４４の出力
Ｇは“Ｈｎであ”）　、Ｆ　］〜Ｆ８がすべて“Ｌ”に
なると出力Ｇは”　Ｌ　”に変わる。

オア回路４４の出力Ｇは第３の微分器４５に入力され、
信号ＧがＨ″から′Ｌ″に変化するタイミングに所定時
間幅の微分・ぐレスＥ　（）　ｌ）が信号）を発生する
。第１０図に第３の微分器４５の具体的な構成例を示す
。その動作は、第４図に示した第１の微分器３５と基本
的には同様である。ここでは、プリセット機能を有する
エツジ１〜リガー形トグル・フリ、ゾフロ、ゾ２１４．
２１５を使用し、第１の微分器３５の出力Ｂが”　Ｈ”
になるとフリツプフロツプ２１４，２１５をノリセット
し（Ｑ　＝　”　）（”にする）、第３の微分器４５の
出力Ｅを”　Ｌ　”にしている。す々わち、第１の微分
器３５の出力・ぞレスＢが”　Ｈ”になった時には、ト
リガ信号Ｅが”　Ｌ　”になるようにしている。

第３の微分器４５の出力Ｅ　（）　ＩＪガ信号）は切換
制御器２２と第２のカウンタ４３に入力されている。ト
リガ信号Ｅが”　Ｈ”になると、第２のカウンタ４３は
ラッチ３８の内容を再度フリ、プフロ、プ１７２〜１７
９に入力し、その後に、クロックパルスＣＫ２によって
その内容を減算して行く。従って、ｌ−１）が信号発生
器２１は、ラッチ３８の内容に応じた時間間隔でトリガ
信号Ｅを出力する。クロックハルスＣＫ２ｉ１：クロッ
ク・ぐレスＣＫ３の６倍の周波数の・ｊｉ−ス信号であ
り（第２の分周器４２０分周比が６分の１）、う、チ３
８はノリレス検出部１０のパルス信号Ａの１周期長Ｔｃ
　に対応したディノタル値であるから、トリガ信号Ｅの
・やレス間隔はＴｃ／６もしくは略Ｔｃ／６となる。な
お、トリが信号Ｅが第１の微分器３５の出力・ぐレスＢ
と同時に発生する場合には、トリが信号Ｅをなくすよう
に（”　Ｌ　”　［する）第３の微分器４５が動作する
。

第１の微分器３５の出力パルスＢと第３の微分器４５の
出力パルスＥは、切換制御器２２に入力される。第１１
図に切換制御器２２の具体的な構成例を示す。また、そ
の動作波形を第３図に示す。

切換制御器２２は、第１のソフトレノスタ４６と第２の
シフトレノスタ４７と切換ダート回路４８によって構成
されている。第１の微分器３５の出力パレスＢは、プリ
セット・クリア機能を有する工、ノドリガー形データ入
力フリ、プフロップ２２１．２２２，２２３，２２４．
２２５．２２６およびエツノトリガー形トグル・フリッ
プフロップ２２７のプリセット端子Ｐもしくはクリア端
子ＣＬに入力され、フリッゾフロノ７°２２１　、２２
６゜２２７をプリセット（Ｑ　−”　Ｈ”　）　Ｌ、フ
リップフロップ２２２，２２３，２２４，２２５をクリ
ア（Ｑ＝”Ｌ’）する。すなわち、・ぐレスＢの到来に
よって５１−“Ｈ”　、　Ｊ　２　＝　ＩＬＬ　”　、
　Ｊ　３　＝”Ｌ”、Ｊ４＝”Ｌ”　、Ｊ５＝”Ｉ、”
　、Ｊ６＝”Ｈ”。

Ｑ２□７−−−　ＨＩＬが選択される。切換制御器２２
の出力Ｊ１〜Ｊ６はそれぞれ増幅器６ａ＋６ｂ＋６゜７
ａ、７ｂ、７ｃＫよって増幅され、対応する駆動トラン
ジスタ４ａ、４ｂ、４ｃ、５ａ、５ｂ。

５；の通電状態をオン・オフ制御する（第１図）。

Ｊ】と５６が°′Ｈ″であるから、第１の駆動トランジ
スタ４ａと第２の駆動トランジスタ５ｃがオン状態とな
り、他の駆動トランジスタはオフと々る。従って、直流
電源１→第１の駆動トランジスタ４ａ→コイル３　ａ　
、　３　ｃ→第２の駆動トランジスタ５ｃｍ＋直流電源
１のように電流路が形成される。

次に、トリガ信号発生器２１の動作により、Ｔｃ／６時
間経過時点でトリが信号Ｅが発生する。フリップフロッ
プ２２７の出力はＱ２□　＝＝　ＩＬ　Ｈ＋１（ス、□
１−”　Ｌ”）であるから、アンド回路２２９を介して
トリが信号Ｅが出力され、アンド回路２３０の出力は°
′Ｌ″′となっている。トリが信号Ｅは第１のシフトレ
ソスタ４６のフリップフロップ２２１゜２２２．２２３
のクロック端子ＣＫに入力され、トリが信号Ｅの立上シ
エッジにおいてデータ入力端子りのデータを各フリップ
フロップの内部に取込み出力する。フリップフロップ２
２１，２２２゜２２３はシフトレノスタを構成しておシ
、トリが信号Ｅの第１回目の到来によってＪ　１−”　
Ｌ”。

Ｊ２＝“Ｈ”　、　Ｊ　３＝　”Ｌ　”に変わる。これ
に伴って、第１の駆動トランジスタ４ａ、４ｂ、４ｃの
通電状態が切換えられ、駆動トランジスタ４ｂがオンに
なＪ、４ｃ、４ａはオフとなり、３相のコイル３ａ、３
ｂ、３ｃの電流路も切換わる。なお、トリが信号Ｅの第
１回目の到来では、第２のシフトレノスタ４７のフリッ
プフロップ２２４゜２２５．２２６は変化しない。

トリガ信号Ｅはインバータ回路２２８を介してフリップ
フロップ２２７のトグル入力端子Ｔに入力きれている。

従って、トリガ信号Ｅの立下りエツゾにおいて切換ター
ト回路４８のフリップフロップ２２７の内容は反転し、
Ｑ２２７　＝　”　Ｈ”からＱ２２７−“Ｌ＃に変化す
る。

第２回目のトリガ信号Ｅはアンド回路２３０の出力側に
伝えられ（アンド回路２２９の出力は”　Ｌ　”　）　
、第２の／アトレジスタ４フのフリラフ０フロツプ２：
ｚ　、２２５．２２６のクロ、り端子ＣＫに入力され、
トリが信号Ｅの立」二り工、ノにおいてデータ入力端子
りのデータを各フリップフロ、ｆの内部に取り込み出力
する。フリラフ０フロツプ２２１　、２２２　、２２３
はシフトレジスタを構成しており、第２回目のトリが信
号Ｅの到来によってＪ　４　＝　”　Ｈ′′、　Ｊ　５
二゛’Ｌ”、Ｊ６二゛′Ｌ″に変わる。これ（（伴って
、第２の駆動ｌ・ランノスタ５ａ　、５ｂ　＋５ｃの通
電状態が切換えられ１、駆動トう／ラスタ５ａがオンに
なり、５ｂ、５Ｃはオフとなり、３相のコイル３ａ　、
３ｂ　、３ｃの電流路も切換わる。なお、トリガ信号Ｅ
の第２回目の到来では、第１のシフトレジスタ４６のフ
リップフロップ２２　］、　、　２２２　、２２３は変
化しない。

トリが信号Ｅの立下りエツゾにおいて切換ケ８−ト回路
／１８のフリ、プフロップ２２７は再度反転し、Ｑ２２
７″”　Ｉ（”になる０このように、切換ケ゛−１・回路４８はトリガ信号Ｅの
立下シエッノにおいてフリップフロップ２２７を反転さ
せ、トリガ信号Ｅを第１のシフトレノスタ４−６と第２
のンフトレノスタ４．７に交互に伝えるように動作して
いる。第１のシフトレノスタ４６および第２の／アトレ
ジスタ４フば、切換ケ゛−１・回路４８を介して入力さ
れるトリカ゛信号の到来毎にその内部状態および出力Ｊ
］〜Ｊ３．Ｊ／Ｉ〜Ｊ６を変化させている。その結果、
第３図の信号波形Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｊｌ〜Ｊ６に示すように
、・４ルス信号Ａの立下りエツジの発生タイミングにお
いてＪｌと］６のみがＨ″となり（■状態）、トリガ信
号Ｅの第１回目の発生によって］２と５６が”　Ｈ”と
なり（■状態）、トリカ゛信号の第２回目の発生によっ
て５２と５４が”　Ｈ”となり（■状態）、トリが信号
の第３回目の発生によって］３と］４がパＨ′″となシ
（■状態）、トリガ信号Ｅの第４回目の発生によって５
３と］５が”　Ｈ”となり（■状態）、トリガ信号Ｅの
第５回目の発生によってＪｌと］５のみが′Ｈ″となる
（■状態）。次に、・ぐレス信号Ａの立下り工、ノが発
生すると、初期の■状態が選択される。なお、パルス信
号Ａの立下りエツジの前にトリガ信号Ｅが発生する場合
にも初期の■状態になるようにされている。従って、パ
ルス信号Ａの１周期内において３相のコイルへの電流路
が■状態に切換制御されている。

次に、全体の回転駆動動作について説明する。

ロータマグネット２の回転に伴ってコイル３ａ。

３ｂ、３ｃに生じる逆起電圧に対応した・Ｑレス信号Ａ
を・ぐレス検出部１０により作り出す。パルス信号Ａの
１サイクルはロータマグネットの１磁極対分の回転に相
当し、ノクレス信号Ａの立下υエツジ（もしくは立上り
工、））（（よってローｌマグネ、ト２と３相のコイル
３　ａ　ｒ　３　ｂ　、３　ｃの相対位置が検知できる
。計数部１１によってパルス信号Ａの１周期長Ｔｃに対
応したカウント値（ディノタル信号）Ｄｉ〜Ｄ８を得る
。通電切換部１３０トリガ信号発生器２１に計数部１１
のカウント値Ｄ１〜Ｄ８を入力し、Ｔｃ／６もしくは略
Ｔｃ／６の時間毎にトリが信号Ｅを発生させる。通電切
換部１３の切換制御器２２はパルス信号Ａの立下シェッ
ノの発生タイミングによシ第１の駆動トランジスタ４　
ａ　、　４ｂ、　４．　ｃおよび第２の駆動トラ７ノス
タ５ａ、５ｂ、５ｃを所定の通電状態となるようにその
内部状態を選択し、トリガ信号Ｅの到来毎に第１の駆動
トランジスタ４　ａ　、　４　ｂ　、　４　ｃもしくは
第２の駆動トランジスタ５ａ、５ｂ、５ｃ（Ｄ通電状態
を順次切換えて行く。このようにして、３相のコイル３
ａ、３ｂｔ３ｃへの電流路をロータマグネット２０回転
に応動して切換制御し、所定方向にロータマグネ、ト２
を回転駆動する（なお、後述するように、モータの起動
は同期電動機もしくはステッピングモータのように所定
時間毎にコイルの電流路を切換えて行うことができる）
。

前述の実施例に示すように、コイルに生じる逆起電圧（
端子電圧）を利用して３相のコイルへの電流路を切換え
るようにするならば、位置検出用の構造部品（たとえば
ホール素子）は不要となり、モータの構造が極めて簡素
になる。また、コンプレッサー用モータのような高温・
高圧状態での使用にも十分に耐えることができるので、
信頼性、寿命が大幅に向上する。

第１２図に起動回路も含めた本発明の実施例を示す。同
図において、第１図の実施例と同様な機能を表わす部品
は同一の番号を付し、その動作は第１図の実施例と同様
であり説明を省略する。

本実施例では、起動回路部１４と選択部１５が付加され
ている。起動回路部１４は、ロータマグネ、ト２を停止
状態から所定の回転速度まで起動・加速するように、３
相のノ’？レス信号Ｘｉ、Ｘ２゜Ｘ３　、Ｘ４　、Ｘ５
　、Ｘ６と起動指示パルスＷを選択部１５に出力する。

選択部１５は、起動指示パルスＷのＨ″の時に起動回路
部１４のパルスＸ１〜Ｘ６を駆動トランジスタ４ａ、４
ｂ、４ｃ。

５　ａ　ｒ　５　ｂ　＋　５　ｃの通電制御パルスＹ　
］−、Ｙ　２　。

Ｙ３　、Ｙ４．、Ｙ５　、Ｙ６として出力する。起動回
路部１４のノぐハスＸＩ　、Ｘ２　、Ｘ３は”Ｈ″′と
なるパルス信号が所定時間毎に順次変化して行き、パル
スＸ４．Ｘ５．、Ｘ６も′Ｈ″となるノ々レス信号が所
定時間毎に順次変化して行き、・やハスＸＩ。

Ｘ２．Ｘ３における変化とパルスＸ４．Ｘ５゜Ｘ６にお
ける変化は交互に生じるようになされている。すなわち
、３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃへの電流路は前述の■
状態を順次繰り返えしている。その結果、ロータマグネ
ット２は同期電動機モジくハスチッピングモータのよう
にステップ的に回転駆動される。電流路の切換時間を徐
々に短かくして、ロータラダネット２０回転速度を徐々
に大きくして行く。

ノ々レスＸＩ、Ｘ２．Ｘ３．Ｘ４．Ｘ５．Ｘ６の切換時
間幅が所定値捷で短かくなると、起動指示パルスＷをＬ
″にすると共に起動回路部１４のノ４レスＸ１〜Ｘ６も
すべてＬ″にして、３相のコイル３　ａ　＋　３　ｂ　
ｒ　３　ｃへの通電を停止する。ロータマグネット２が
正常に加速され回転しているッチ３８の信号Ｄ、９と第
１の微分器３５のｉｅ）レスＢによって、選択部１５は
切換制御器２２の出力パルスＪｌ、Ｊ２．Ｊ３．Ｊ４．
Ｊ５．Ｊ６を駆動トランジスタ４．ａ、４ｂ、４ｃ　＋
５’ａ　、５ｂ　１５ｃの通電制御パルスＹｌ　、Ｙ２
　、Ｙ３　、Ｙ４　。

Ｙ５　、Ｙ６として出力するように選択し、以後、Ｊ１
〜Ｊ６によって３相のコイル３ａ＋３ｂ＋３８　の電流
路を切換・制御し、第１図の実施例にて説明した回転駆
動動作を行う。このとき、選択部１５の出力ＺはＨ″（
正常起動を表わす）になり、起動回路部１４の動作は初
期状態にもどり停止する。

また、ロータマグネット２が所定の回転速度まで加速さ
れていなかった場合には、選択部１５の出力２は゛′Ｌ
″Ｈ″続ける。従って、起動回路部１４は、起動指示・
ξレスＷをＬ″にした後の所定時間経過後の信号Ｚが“
Ｌ　”の場合には前述の起動・加速動作を再度行う。な
お、ロータマク・ネット２が所定の回転速度以上で回転
しているか否かは、後述するように第１の微分器３５の
出力・々レスＢとラッチ３８の最上位出力Ｄ９の状態に
よって判別する。

なお、３相のコイル３ａ、３ｂ、３ｃと直流電源１の間
に接続された抵抗８ａ、８ｂ、８ｃとコンデンサ９ａ、
９ｂ、９ｃは、駆動トランジスタ４ａ、４ｂ、４ｃ、５
ａ、５ｂ、５ｃの電流路の切換えに伴うスパイク電圧を
低減するものである。

第１３図に選択部１５の具体的々構成例を示す。

選択部１５は速度判別器４９と信号選択器５０によって
構成されている。速度判別器４９のクリア機能を有する
エツジトリガー形トグル・フリラフ０フロツプ３０６，
３０７は起動回路部１４の起動指示”ハスＷが”　Ｈ”
の期間（起動・加速時）にその内部状態をクリアされる
。（’Ｑ　３０６−”　Ｌ　”＋Ｑ３０７　＝　”　Ｌ
　”　）　ｏ従って、ナンド回路３０８の出力が”　Ｈ
”になり、オア回路３０９の出力はＩｔ　ＨＩｔとなり
、インノぐ一夕回路３１０の出力２は”　Ｌ　”になる
。オア回路３０９およびインノぐ一タ回路３１０の出力
はそれぞれ信号選択器５０のアンド回路３２１，３２２
，３２３，３２４．．３２５゜３２６およびアンド回路
３２７．３２８．３２９゜３３０．３３１，３３２に入
力され、起動回路部１４の信号Ｘｉ　、Ｘ２．Ｘ３．Ｘ
４　、Ｘ５　、Ｘ６を選択部１５の出力とする（、Ｙ１
＝Ｘ１゜Ｙ２＝Ｘ２．Ｙ３＝Ｘ３．Ｙ４＝Ｘ４．、Ｙ５
二Ｘ５゜Ｙ６＝Ｘ６）。

起動回路部］４によるロータマグネ、ト２の起動・加速
期間が終ると、起動指示・ｐレスＷおよび信号Ｘ１〜Ｘ
６はすべて”　Ｌ　”となり、ロータマグネット２の加
速（−１：停止される。ロータマグネ。

１・２は慣性によって回転を続けるので、３相のコイル
３ａ＋３ｂ＋３ｃに生じる逆起電圧によって・ぐレス検
出部１０のパルス信号Ａが生じる。−ぐレス信号Ａの立
下如工２．）において第１の微分器３５の・ゼレスＢが
発生する。・ぐレス信号Ｂはアンド回路３０５を介して
フリップフロップ３０６０トグル入力端子Ｔに入力され
、フリップフロップ３０６゜３０７は・ぞレス信号Ｂの
到来回数をガウントし、３回到来するとその内部状態を
Ｑ３０６＝”Ｈ”　。

Ｑ　３０７−”　Ｈ”　になし、ナンド回路３０８の出
力が”　Ｌ　”になる。また、ノクレス信号Ｂの°゛Ｈ
″の期間にセット・リセット機能を有するフリップフロ
ップ３０４にラッチ３８の最上位出力Ｄ９を保持させる
。う、チ３８の最上位Ｄ９は、パルス信号Ａの周期長Ｔ
ｃが所定時間幅よりも長い場合（ロータマグネット２の
回転速度が所定速度よシも遅い時）には′Ｈ″であシ、
パルス信号Ａの周期長Ｔｃが所定時間幅よりも短かくな
ると（ロータマグネット２の回転速度が所定速度よりも
速い時）には”　Ｌ　”となる。従って、ロータマグネ
ット２が回転・加速され、その回転速度が所定の速度以
上になった時には、オア回路３０９の出力がＩＩ　Ｌ　
ＩＩになり、インバータ回路３１０の出力ＺがＨ″にな
る。その結果、切換制御器２２の信号Ｊ　１　、Ｊ２゜
Ｊ３．Ｊ４　、Ｊ５　、Ｊ６　、Ｊ７が信号選択部５０
より出力される（Ｙ１＝Ｊ１．Ｙ２＝Ｊ２　、Ｙ３＝Ｊ
３゜Ｙ４＝Ｊ４　、Ｙ５＝Ｊ５．Ｙ５＝Ｊ６）。

寸だ、ロータマグネット２の起動・加速が正常に行われ
ないで、ロータマグネット２が停止または所定速度以下
で回転している場合には、第１の微分器３５のパルス信
号Ｂが発生しないかまたはラッチ３８の信号Ｄ９が”Ｈ
ＩＩとなり、速度判別器４９のオア回路３０９の出力は
Ｈ”、イン／ぐ一夕回路３１０の出力２はＬ　”の状態
を維持する。

前述の実施例では、フリ、シフ口、ｆやゲート回路によ
って計数部１１、通電切換部１３および選択部１５を構
成するようにしたが、本発明はそのようなものに限らず
、計数部１１、クロックパルス発生部１２、通電切換部
ｊ３、起動回路部１４および選択部Ｊ５の主要な部分に
マイクロコンビーータを使用しても良く、その場合も本
発明に含まれることはいう１でもない。

なお、交流ライン電圧（ＡＣｌｏｏＶ）をスイッチング
整流して直流電源］を作り出し、その直流電圧値を変化
させることによシ、ロータマグネット２の回転速度を変
化させることもできる。また、第１の駆動トランジスタ
４　ａ　ｒ　４　ｂ　ｒ　４　ｃまたは第２の駆動トラ
ンジスタ５ａ、５ｂ、５ｃの一方もしくは両方を高周波
にてオン・オフ動作（・やレス幅変調オフ・オフ動作）
させることによって、ロータマグネット２の回転速度を
変化させても良い。

（発明の効果）本発明のブラシレス直流モータは、コイルに生じる逆起
電圧を利用して通電の切換・制御を行っているために、
モータ構造が簡単となり配線も簡単になる。まだ、高温
・高圧状態での使用にも十分に耐えることができる。従
って、本発明にもとライて、コンプレッサー用のブラシ
レス直流モータを構成するならば、構造の簡単な長寿命
、高信頼性のモータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表わす図、第２図はノクレ
ス検出部の具体的な構成を表わす図、第３図は動作説明
のだめの波形図、第４図は第１の微分器の具体的な構成
を表わす図、第５図は第１の微分器の動作波形図、第６
図は第２の微分器の具体的な構成を表わす図、第７図は
第１のカウンタとラッチの具体的な構成を表わす図、第
８図は第１０カウンタとラッチの動作説明用波形図、第
９図は第２のカウンタの具体的な構成を表わす図、第１
０図は第３の微分器の具体的な構成を表わす図、第１１
図は切換制御器の具体的な構成を表わす図、第１２図は
起動回路も含めた本発明の実施例を表わす図、第１３図
は選択部の具体的な構成を表わす図である。Ｊ・・直流電源、２・・ロータマグネット、３ａ。３　ｂ　、　３　ｃ−コイル、４　ａ　、　４　ｂ　、
　４　ｃ−第１の駆動トランジスタ、５ａｙ５ｂ、５ｃ
・・・第２の駆動トランジスタ、６ａ、６ｂ、６ｃ、７
ａ、７ｂ＋７ｃ・・・増幅器、１０・・・ぐレス検出部
、１１・・・計数部、１２・・・クロック・ぐレス発生
部、１３・・通電切換部、１４・・・起動回路部、１５
・・・選択部、２１・・トリが信号発生器、２２−・・
切換制御器。

Claims

【特許請求の範囲】ｎ組（ｎは整数）の磁極対を有するロータと、前記ロー
タの界磁磁束と鎖交する３相のコイルと、直流電源から
前記３相のコイルへの電流路を形成する第１の駆動トラ
ンラスタ群と、前記３相のコイルから前記直流電源への
電流帰路を形成する第２の駆動トランラスタ群と、前記
コイルの端子電圧を検出してパルス信号を得るパルス検
出手段と、所定周波数のクロックパルスを作り出すクロ
ックパルス発生手段と、前記・ぐレス検出手段の／ぐレ
ス信号に応動して前記クロック・ぐレスをカウントする
ことによｐ前記パルス信号の周期長Ｔｃに対応したカウ
ント値を前記パルス信号の１サイクル毎に得る計数手段
と、前記言１数手段のカウント値にもとづいてＴｃ／６
もしくは略Ｔｃ／６の時間毎にトリが信号を作り出し、
前記トリ力信号によシ前記３相のコイルへの電流路を切
換制御する通電切換手段とを具備し、前記パルス検出手段のパルス信号の立上り工。ノもしくは立下り工、ノの発生タイミングにもとづいて
前記第１の駆動トランラスタ群と第２の駆動トランジス
タ群を所定の通電状態となし、その後に、前記トリガ信
号の発生タイミングにて前記第１の、駆動トランジスタ
群もしくは第２の駆動トランジスタ群の通電状態を順次
切換えることによシ、前記・ぐレス検出手段のパルス信
号の１周期内において前記３相のコイルへの電流路を６
状態に切換制御したことを特徴とするブラシレス直流モ
ータ。