JPS61269657A - ブラシレスモ−タの速度検出装置 - 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】

に産業上の利用分野】 本発明は、ホール素子等の回転位置検出手段の検出に応
じて、トランジスタ等のスイッチング手段によって電機
子コイルのスイッチングを行なうとともに、ＦＧパター
ンによって回転速度に比例した周波数の発電出力を得る
ようにしたブラシレスモータの速度検出装置に関する。 ト発明の概要】 本発明は、ブラシレスモータの回転速度の検出を行なう
ためのＦＧパターンの発電に有効に寄与する半径方向に
延びる線素の部分と、ホール素子等の回転位置検出手段
とを円周方向に互いにずらして配するようにしたもので
あって、これによって電機子コイルのスイッチングノイ
ズがＦＧ比出力ゼロクロスとタイミング的に一致しない
ようにし、ＦＧ比出力スイッチングノイズの影響を受け
ないようにしたものである。 Ｋ従来の技術】 一般にブラシレスモータは、そのロータの回転位置をホ
ール素子によって検出するとともに、この検出に応じて
電機子コイルのスイッチングをトランジスタ等によって
行なうようにしている。さらに例えば特公昭５８−３５
０２７号公報に開示されるように、ロータマグネットが
発生する磁束と鎖交するようなＦＧパターンを備える回
路基板を設け、この回路基板上のＦＧパターンによって
回転数に比例した周波数の発電出力を得るようにし、こ
れによって速度検出を行なうようにしてる。 このような従来のブラシレスモータの速度検出のための
ＦＧパターンは、例えば第８図に示すように構成されて
おり、プリント配線基板１の表面にはＦＧパターン２が
屈曲して形成されていた。 そしてこのＦＧパターン２の有効に発電に寄与する有効
線素の部分３は、ロータマグネットの位置検出を行なう
ためのホール素子４の中心と一致するように形成されて
いた。またこのようなＦＧパターン２を備える８極の３
相双方向１２０度通電のブラシレスモータのマグネット
の着磁、ＦＧパターン２、およびホール素子４の位置関
係は第９図に示されるようになっており、このような位
置関係によって、ホール素子４が第９図に示すような出
力を生ずるとともに、これによってロジック回路が同図
に示すようなスイッチング出力を発生し、これによって
コイルの切換えを行なうようにしていた。

【・発明が解決しようとする問題点】

このような従来のブラシレスモータの欠点は、とくに第
９図の下端側に示されるように、ＦＧパターン２によっ
て得られるＦＧ比出力ゼロクロスのタイミングに一致し
てスイッチングノイズが発生することである。一般にブ
ラシレスモータのＦＧ比出力Ｓ／Ｎ比を良くする必要が
あるが、モータの小型化に伴ってＦＧパターンと電機子
コイルとが接近する傾向にある。従ってコイルがスイッ
チングされて駆動されると、それによる逆起電力によっ
て高周波のノイズが第９図にし示すように発生し、これ
が電波となってＦＧ比出力ノイズとなって飛込み、速度
制御の動作が正常に行なわれることを妨げるようになる
。このようなノイズの対策として、従来はコンデンサを
用い、このコンデンサによってノイズを吸収するように
していた。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、発生されたノイズを吸収することなく、ノイズの位
相とＦＧ比出力位相をずらすことによって、実質的に上
記ノイズの影響を受けないようにしたブラシレスモータ
の速度検出装置を提供することを目的とするものである
。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、回転位置検出手段の検出に応じてスイッチン
グ手段によって電機子コイルのスイッチングを行なうと
とともに、ＦＧパターンによって回転速度に比例した周
波数の発電出力を得るようにした装置において、前記Ｆ
Ｇパターンの発電に有効に寄与する半径方向に延びる線
素の部分と前記回転位置検出手段とを円周方向に互いに
ずらして配するようにしたものである。

【作用】

従って本発明によれば、電機子コイルのスイッチングの
際に発生するノイズとＦＧパターンのゼロクロスのタイ
ミングとがずれることになり、実質的にＦＧパターンが
ノイズの影響を受けなくなる。従ってこのような構成に
よれば、ノイズ防止用のコンデンサを省略するかあるい
はノイズ防止用のコンデンサの容量を小さくすることが
可能になり、速度サーボ回路のノイズによる誤動作を防
止することが可能になる。 Ｋ実施例】 以下本発明を図示の一実施例につき説明する。 第３図および第４図は本発明の一実施例に係る速度検出
装置を備えるモータに関するもので市って、このモータ
はモータ基台１０を備えている。基台１０の中央部には
ボス部１１が形成されるとともに、このボス部１１に軸
１２が圧入されて固定されている。そしてこの軸１２に
対して回転可能にロータボス１３が取付けられるように
なっている。 すなわちロータボス１３はその上下においてボールベア
リング１４．１５を介して、軸１２によって回転可能に
支持されている。そして上側のベアリング１４はその外
輪がロータボス１３の段部１６に係合されている。なお
ロータボス１３の内径の下端側にも段部を形成し、この
段部によって下側のベアリング１５の外輪の上端のエツ
ジと係合させるようにしてもよい。 上記ロータボス１３には一体にチャック部１７がリング
状に形成されており、このチャック部１７の凹部にはチ
ャック用マグネット１８が保持されている。なおチャッ
ク部１７の上端１９は、チャック用マグネット１８の上
面よりも上に突出しており、記録媒体のセンタコアとチ
ャック用マグネット１８との間には隙間が形成されるよ
うになっている。これはチャック部１７の上端１９を基
準面としてチャッキングを行なうためであって、この基
準面１つの寸法精度を高くしておくことにより、記録媒
体の面振れを防止している。 さらに上記軸１２の上端部にはガイドキャップ・　２０
が固着されて取付けられている。このガイドキャップ２
０にはその外周側に傾斜部２１が形成されており、これ
によって記録媒体の装着を゛案内するようにしている。 そしてこの傾斜部２１によって案内された記録媒体は、
さらにボールベアリング１４の外周面によって案内され
るようになっており、このボールベアリング１４の上端
部は、チ・ヤック部１７の上面１９よりもさらに上方へ
突出している。またこのボールベアリング１４の外輪の
上端部のエツジはその断面形状が曲面に構成されており
、装着の際に記録媒体を保護するようになっている。 つぎにこのモータのロータの構造について説明すると、
上記ロータボス１３には圧入によって０−タケース２２
が固着されている。なおこのロータケース２２を〇−タ
ボス１３と一体に形成してもよい。そして〇−タケース
２２にはその下面に主マグネット２３が固着されて取付
けられている。 また〇−タケース２２の外周側にはギヤ２４が形成され
ており、このギヤ２４によってモータの出力を直接取出
すことができるようにしている。さらに上記主マグネッ
ト２３の下側にはロータヨーク２５が配されている。こ
のロータヨーク２５はその中心部に形成されたボス部２
６が下側のボールベアリング１５の外輪と嵌合されてお
り、これによって中心の位置を決定するようになってい
る。 そしてロータヨーク２５はロータボス１３の下端に当接
して、主マグネット２３の吸引力によってこの位置で保
持されている。 主マグネット２３とロータヨーク２５との間に形成され
る軸線方向のエアギャップには両面プリント配線基板２
７が配されている。このプリント配線基板２７は支持台
２８にビス２９によって取付けられるようになっている
。なお支持台２８は非磁性材料から構成されており、主
マグネット２３の吸引力による静コキングを防止するよ
うにしている。また支持台２８は、このモータを取付け
る切欠き３０が形成されている基台１０に固着されて取
付けられている。そして両面プリント配線基板２７には
、コイルの配線のためのパターンの他に後述するＦＧパ
ターンが形成され、さらに位置検出用のホール素子が取
付けられている。さらにこのプリント配線基板２７上に
は、第５図および第６図に示すように、１２０度間隔で
３つのコイル３１．３２．３３が取付けられている。 つぎに上記両面プリント配線基板２７の上面に形成され
ているＦＧパターン４７について説明すると、第１図に
示されるようにこのパターン４７はプリント配線基板２
７の表面に導電性の銅箔によって形成したものである。 そしてこのモータの主マグネット２３が８極に着磁され
ており、その１極に相当する４５度を３等分するように
ＦＧパターン４７を形成している。すなわち有効に発電
に寄与する半径方向に延びる有効線素の部分４８　　“
間の間隔を１５度としてＦＧパターン４７を形成してし
）る。 さらにこのＦＧパターン４７の特徴は、この両面プリン
ト配線基板２７の裏面に設けられているホール素子４３
．４４．４５の中心と有効線素の部分４８とが互いにず
れるようになっており、この実施例においては、ホール
素子４３〜４５の中心が互いに隣接する有効線素の部分
４８の中間に位置するようにしている。すなわち有効線
素の部分４８とホール素子４３〜４５の中心とは、互い
に７．５度円周方向にずれて配されるようになっている
。 つぎにこのモータのコイル３１．３２．３３の駆動回路
について第７図につぎ説明すると、これらのコイル３１
．３２．３３はそれぞれトランジスタ３４．３５．３６
を介して電源端子と接続されるようになっている。また
これらのコイル３１．３２．３３は、それぞれトランジ
スタ３７．３８．３９を介して接地側に接続されるよう
になっている。またトランジスタ３４．３７のベースは
反転アンプ４０と接続され、トランジスタ３５．３８の
ベースは反転アンプ４１と接続され、トランジスタ３６
．３９のベースは反転アンプ４２と接続されている。そ
してアンプ４０〜４２の入力側がロジック回路４６と接
続されるようにしている。 このロジック回路４６は、主マグネット２３を備えるロ
ータケース２２の回、転位置を検出するホール素子４３
．４４．４５と接続されるようになっている。 以上のような構成において、第７図に示すロジック回路
４６と接続されている３つのホール素子４３〜４５は、
ロータケース２２に支持されている主マグネット２３の
回転位置を検出するようにな・っており、その検出出力
をロジック回路４６に供給するようにしている。ロジッ
ク回路４６は、これら３つのホール素子４３〜４５の検
出に基づいて、互いに位相が１２０度ずつずれた３つの
正弦波を形成し、これらを反転アンプ４０．４１．４２
にそれぞれ供給するようにしている。第１の反転アンプ
４０には遅れのない正弦波が供給され、第２の反転アン
プ４１には１２０度位相が遅れた正弦波が供給される。 そして第３の反転アンプ４２には２４０度位相が遅れた
正弦波が供給されることになる。 ３つの反転アンプ４０．４１．４２はそれぞれ入力され
た正弦波を増幅してそのままプラス側端子から出力する
とともに、入力された正弦波を反転してマイナス側端子
から出力するようにしている。すなわち第１の反転アン
プ４０は、ロジック回路４６の位相の遅れのない出力を
増幅した出力をトランジスタ３４のベースに供給するよ
うにしており、これに対してこの出力を反転させた正弦
波をトランジスタ３７のベースに供給するようにしてい
る。同様に反転アンプ４１は１２０度位相の遅れた出力
をトランジスタ３５のベースに供給するとともに、これ
を反転した正弦波をトランジスタ３８のベースに供給し
ている。同様に反転アンプ４２は２４０度位相のずれた
正弦波をトランジスタ３６のベースに供給するとともに
、その反゛　　転された正弦波をトランジスタ３９のベ
ースに供給するようにしている。 ３つのコイル３１．３２．３３は互いにそれらの一端が
接続されるとともに、他端はトランジスタ３４と３７の
接続点、トランジスタ３５と３８の接続点、およびトラ
ンジスタ３６と３９の接続点にそれぞれ接続されるよう
になっている。従ってこれらのコイル３１，３２．３３
は１２０度ずつ互いにずれるように切換えられて通電さ
れるとともに、電流の流れる方向が逆転するようになっ
ている。例えばトランジスタ３４とトランジスタ３８が
導通された場合には、電源側からトランジスタ３４を通
ってコイル３１に電流が流れ、さらにこの電流はコイル
３２およびトランジスタ３８を・通って接地側に流れる
ことになる。これに対して回転位置がずれである回転角
度において、トランジスタ３５とトランジスタ３７とが
導通すると、電源側から、トランジスタ３５、コイル３
２、コイル３１、トランジスタ３７、接地の順に電流が
流れることになり、上記の場合と電流の方向が逆転する
ことになる。 このようにして３つのコイル３１．３２．３３にそれぞ
流れる電流は、ロータケース２２に保持されている主マ
グネット２３が発生する磁束と鎖交するために、ロータ
ケース２２が回転力を受けて回転するようになる。この
ようにして３コイル８極１２０度双方向通電の３相のブ
ラシレスモータは回転力を生ずるようになり、この出力
はチャック部１７を介して記録媒体を回転駆動し、ある
いはケース２２に設けられているギヤ２４を介して外部
に取出すことができるようになる。 さらに本実施例に係るブラシレスモータによれば、第１
図に示すように回転検出を行なうためのホール素子４３
〜４５の中心と有効線素の部分４８とが互いにずれるよ
うにしてＦＧパターン４７が両面プリント配線基板２７
上に形成されている。 従ってこのような構成によれば、とくに第２図に示すよ
うに、電機子コイル３１〜３３の切換えのためのスイッ
チングにより発生するノイズとＦＧ比出力ゼロクロスと
の位相が完全にずれることになり、スイッチングノイズ
はＦＧ比出力ゼロクロス間の中間位置で生ずることにな
る。すなわちＦＧ比出力正方向または負方向のピーク点
においてスイッチングノイズが生ずるようにしている。 従ってこのような構成によれば、ノイズ防止用のコンデ
ンサを省略するか、あるいはこのコンデンサの容量を小
さくすることが可能になる。さらにスイッチングノイズ
の位相を速度サーボに影響しないＦＧパターンの出力の
ピークの位置にずらすことによって、速度サーボ回路へ
のノイズの飛込みによる誤動作が防止されるようになる
。 なおこのようにスイッチングノイズの位相とＦＧ比出力
位相とをずらすために、ＦＧパターンとホール素子の位
置を互いにずらすようにする場合には、同一のプリント
配線基板２７上にＦＧパターン４７とホール素子４３〜
４５とを設けることが好ましい。また上記実施例におい
ては、ホール素子４３〜４５をＦＧパターン４７の有効
線素の部分４８に対して円周方向に７．５度ずらすよう
にしているが、駆動方式や極数等によってずらす量を変
更することが可能であり、またＦＧ比出力ピークにスイ
ッチングノイズの位相を合わせることは必ずしも必要で
なく、ＦＧ比出力ゼロクロスのタイミングとスイッチン
グノイズの位相とが実質的にずれるようにすれば十分で
ある。そしてこのようなＦＧパターン４７とホール素子
４３〜４５との位置関係は、とくに小型であって電機子
コイルのスイッチングノイズがＦＧ比出力影響しやすい
構造を有するモータに好適なものとなる。

【発明の効果】

以上のように本発明は、ＦＧパターンの発電に有効に寄
与する半径方向に延びる線素の部分と回転位置検出手段
とを円周方向に互いにずらして配するようにしたもので
ある。従って本発明によれば、ＦＧ比出力ゼロクロスの
位相とスイッチングノイズの位相とを違いにずらすこと
が可能になり、ＦＧ比出力スイッチングノイズの影響を
受けにくくなる。従ってノイズ防止用のコンデンサを省
略するかあるいはその容量を小さくすることが可能にな
り、スイッチングノイズによる速度サーボ制御の誤動作
を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図本発明の一実施例に係るブラシレスモータのＦＧ
パターンを示すプリント配線基板の平面図、第２図はこ
のブラシレスモータのＦＧ比出力スイッチングノイズの
関係を示すグラフ、第３図はこのブラシレスモータの平
面図、第４図は同縦断面図、第５図はコイルが１！置さ
れているプリント配ｍ基板の底面図、第６図は同側面図
、第７図はモータの駆動回路の回路図、第８図は従来の
ＦＧパターンを示すプリント配線基板の平面図、第９図
は従来のＦＧ比出力スイッチングノイズの関係・を示す
グラフである。 なお図面に用いた符号において、 ３１〜３３・・・コイル ３４〜３９・・・トランジスタ ４３〜４５・・・ホール素子 ４７・・・ＦＧパターン ４８・・・有効線素の部分 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転位置検出手段の検出に応じてスイッチング手段によ
   って電機子コイルのスイッチングを行なうととともに、
   ＦＧパターンによって回転速度に比例した周波数の発電
   出力を得るようにした装置において、前記ＦＧパターン
   の発電に有効に寄与する半径方向に延びる線素の部分と
   前記回転位置検出手段とを円周方向に互いにずらして配
   するようにしたことを特徴とするブラシレスモータの速
   度検出装置。