JPS63198596A - ブラシレスモ−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、ビデオテープレコーダのキャプスタン等を駆
動するのに用いられるブラシレスモータに関する。

（従来の技術） 第１３図には従来の５相ブラシレスモータが示されてお
り、ロータ１の下面にはＮ及びＳ極が交互に配されてい
る８極のロータ磁石２が取付けられている。固定子３に
はロータ磁石２と対向した状態で５つの５相駆動コイル
４が取付けられている。各駆動コイル４は機械角で６３
度の間隔に配され、２５２度（７２°＋１８０’）の電
気角を有している。４つの駆動コイル４の中心には位置
検出素子としてのホール素子Ｈｂ−Ｈｅが配され、両端
の駆動コイル４．４間には他のホール素子Ｈａが配され
ている。これらホール素子Ｈａ〜Ｈｅは２５２度の電気
角を有している。

一方、ロータ１の周面にはＦＣマグネット５が取付けら
れ、このＦＧマグネット５には固定子３上のＭＲ素子等
を含む磁気センサ６が対向している。

尚、固定子３の中心には軸受７が嵌入され、軸受７に軸
支されている出力軸８はロータｌの中心に挿入、固定さ
れている。

各ホール素子Ｈａ−Ｈｅは、第１４図に示すように、位
置信号処理回路９の入力側に接続されている０位置信号
処理回路９の出力側には駆動回路を構成しているトラン
ジスタＴ　Ｒ＋〜ＴＲｍの各ベースが接続されている。

トランジスタＴＲ，〜Ｔ　Ｒｓの各コレクタは電源に接
続され、各エミッタはトランジスタＴ　Ｒａ〜ＴＲ糟の
各コレクタに接続されている。そして、これらトランジ
スタＴＲ，〜Ｔ　Ｒｓのエミッタには駆動コイル４を構
成している星形結線の各相のコイルＵ−Ｙが接続されて
いる。トランジスタＴ　Ｒｓ〜Ｔ　Ｒｙｓの各エミッタ
は制御トランジスタ１０のコレクタに共通に接続されて
いる。この制御トランジスタ１０のベースには速度制御
回路１１の出力側が接続されている。速度制御回路１１
は磁気センサ６より速度検出用のパルスが送られてくる
と、制御信号を制御トランジスタ１０のベースに出力し
、制御トランジスタ１０を介して駆動電流Ｉａのレベル
を設定する。

以上の構成を有する５相ブラシレスモータにおいて、各
ホール素子Ｈａ−Ｈｅは相互に７２度の電気角と等価な
位置に配されているので、ロータ磁石２を検出すると、
第１５図（Ａ）の（ａ）乃至（ｅ）に示すように、７２
度の位相差を有する位置信号５ａ−３ｅを出力する。こ
れらの位置信号５ａ−３ｅは位置信号処理回路９の各オ
ペアンプにて増幅、整形され、同図の（ｆ）〜（ｊ）に
示すように矩形波信号となる。そして、これらの矩形波
信号は論理回路にて処理され、同図（Ｂ）の（ｋ）〜（
１）に示す励磁信号としてトランジスタＴＲ，〜ＴＲ，
に供給される。即ち、（ｐ）で示す励磁信号と（ｋ）で
示す励磁信号はトランジスタＴ　ＲｎとＴ　Ｒ＋　に供
給されるので、同図（Ｃ）の（Ｕ）及び（Ｗ）に示すよ
うに、コイルＵには正方向に又コイルＷには負方向に駆
動電流が供給され、（２）で示すように口、−夕１に合
成トルクが発生し、回転を始める。

次に、（ｋ）と（ｒ）で示す励磁信号はトランジスタＴ
　Ｒ＋　　とＴ　Ｒｓに供給されるので、同図（Ｃ）の
（Ｕ）及び（Ｘ）に示すように、コイルＵにはそのまま
正方向に又コイルＸには負方向に駆動電流が供給され、
ロータｌにトルクが発生して回転を続ける。

以下、同様に（！ｌ）で示す励磁信号はトランジスタＴ
　Ｒａ、（ｍ）で示す励磁信号はトランジスタＴ　Ｒｚ
、（ｒｔ）で示す励磁信号はトランジスタＴ　Ｒｙ、（
０）で示す励磁信号はトランジスタＴＲ３、（ｑ）で示
す励磁信号はトランジスタＴＲ，、（Ｓ）で示す励磁信
号はトランジスタＴ　Ｒｓ、（１）で示す励磁信号はト
ランジスタＴＲｌ１１にそれぞれ供給される。従って、
同図（Ｃ）の（Ｕ）〜（ｙ）で示すように、各コイルＵ
−Ｙに駆動電流が供給されるので、（２）に示す合成ト
ルクが連続的に発生する。よって、ロータ１が連続的に
回転する。

（発明が解決すべき問題点） ところで、ブラシレスモータはビデオテープレコーダ等
の小型化に伴って小型化されているが、この場合にはロ
ータの慣性が小さくなるので、トルクリップルによって
ロータに大きな回転むらが生じてしまう、このため、従
来は多相の駆動コイルを用いてブラシレスモータを構成
している。即ち、２相駆動コイルの場合には、第１６図
に示すように、トルクリップルが約２９．３％であるが
、３相及び５相の駆動コイルの場合にはトルクリップル
が約１３．４％と約４．９％に低下し、７相及び９相の
場合にはトルクリップルが約２．５％と約１．５％まで
低下する。しかし、ブラシレスモータの相数を多くする
と、高価なホール素子を相数分だけ組み込む必要がある
上に回路構成が複雑化してしまう、また、各ホール素子
はバイアス用の一対の入力端子と位置信号出力用の一対
の出力端子とを有しているので、５相のブラシレスモー
タでは２０木のリード線を配線するスペースを確保しな
ければならず、しかもホール素子を駆動コイルの中心等
の狭い設置スペースに配設せざるを得ない、従って、ブ
ラシレスモータが非常に高価になってしまう上に小型化
に限界が生じ、しかも組立作業が困難になってしまう。

そこで、駆動コイル４に誘起される誘起電圧に基づいて
駆動回路より駆動コイルに駆動電流を供給する構成のブ
ラシレスモータ（特公昭５０−４２４２号公報等参照）
が提案されている。即ち、この種のブラシレスモータは
、第１７図に示すように、駆動コイル４の各相のコイル
Ｕ−Ｙに接続されている誘起電圧処理回路１２を備えて
いる。

この誘起電圧処理回路１２は各相のコイルＵ−Ｙで発生
する誘起電圧を検知し、論理回路により励磁信号をトラ
ンジスタＴ　Ｒ＋〜Ｔ　Ｒｔ＊に所定順序で供給して駆
動コイル４の各相コイルＵ−Ｙに駆動電流を供給する。

しかし、この種のブラシレスモータは、起動時や低速回
転時における誘起電圧が非常に小さいので、動作が不安
定になってしまう欠点を有している。このため、発振器
１３の出力パルスをリングカウンタ等のカウンタ回路１
４にてカウントし、このカウンタ回路１４からの励磁信
号をトランジスタＴＲ，〜ＴＲ糟に供給し、これにより
起動時に各相コイルＵ−Ｙに駆動電流を供給するように
している。しかるに、発振器１３及びカウンタ回路１４
は多数の電子部品より構成されているので、回路構成が
複雑化する上に同様にブラシレスモータが高価になって
しまう。また、このように発振器１３及びカウンタ回路
１４を用いても起動時においては充分なトルクが得られ
ないことから起動が不確実であり、しかも出力軸に大き
な負荷が加わっている場合には自己起動が不能になって
しまう、更に、発振器１３等を用いる場合にはロータｌ
が安定的に回転するまでに大きな起動時間が必要なので
、頻繁に起動及び停止を繰り返すビデオテープレコーダ
のキャプスタン駆動モータとしては不適格であり、利用
することができない。

本発明は、このような点を解決するためになされたもの
で、少なくとも起動時に位置検出素子の位置信号に基づ
いて位置信号処理回路より駆動回路に励磁信号を供給し
、起動後に駆動コイルの誘起電圧に基づいて誘起電圧処
理回路より駆動回路に励磁信号を供給する構成のブラシ
レスモータを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 第１図は本発明の構成を示すブロック図であり、９は位
置信号処理回路を示している。この位置信号処理回路９
はロータ磁石２位置を検出する位置検出器１５．１５よ
り位置信号５１．５２が入力されると、駆動回路を構成
しているトランジスタＴＲＩ　〜Ｔ　Ｒｖｓに選択的に
励磁信号を出力する。これらトランジスタはこれにより
各相のコイルＵ−Ｙに駆動電流Ｉａを供給するので、ロ
ータ１が回転する。ロータｌの回転速度は回転速度検出
器６により検出される。回転速度検出器６の検出信号Ｓ
ｌは速度制御回路１１に入力される。速度制御回路１１
は制御信号により制御トランジスタ１０を制御し、速度
に対応した駆動電流Ｉａを設定する。

１６は誘起電圧処理回路である。この誘起電圧処理回路
１６はモード切換手段１７より切換信号Ｓｍが入力され
ると、各相コイルＵ−Ｙの誘起電圧に基づいて励磁信号
をトランジスタＴＲＩ〜ＴＲ，。に選択的に出力する。

従って、ロータｌが回転する。

（作用） 起動時において、モード切換手段１７によりトランジス
タＴＲ，〜ＴＲｍを位置信号処理回路９側に切り換え接
続する。従って、位置信号Ｓ１、Ｓ２により位置信号処
理回路９を作動させ、励磁信号をトランジスタＴＲ＋　
−ＴＲ，Ｉに確実に供給することができるので、各相の
コイルＵ−Ｙに駆動電流Ｉａを供給してロータ１に大き
なトルクを発生させることができる。よって、出力軸に
大きな負荷が加わっていてもロータ１は確実に起動する
。

起動後にモード切換手段１７により切換信号Ｓｍを誘起
電圧処理回路１６に出力する。従って、誘起電圧処理回
路１６は各相コイルＵ−Ｙの誘起電圧を取り込み、励磁
信号をトランジスタＴＲＩ　〜Ｔ　Ｒｍに供給するので
、起動後にはロータ１が安定的に回転を続行する。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

本発明に係る５相ブラシレスモータは、第３図に示すよ
うに、ロータ１及び固定子３を備えている。ロータｌの
下面にはＮ及びＳ極が交互に配されている８極のロータ
磁石２が取付けられている。固定子３にはロータ磁石２
と対向した状態で５つの駆動コイル４が取付けられてい
る。各駆動コイル４は、第４図（Ａ）に示すように、機
械角で６３度の間隔に配され、同図（Ｂ）に示すように
２５２度（７２°＋１８０’）の電気角を有している。

駆動コイル４．４の間にはホール素子Ｈａ、Ｈｂが機械
角で２２．５度の間隔を保持して配されており、各ホー
ル素子Ｈａ、Ｈｂは駆動コイル４のＵ相コイルの中心よ
り機械角で１６８．７５度の間隔を有している。従って
、ホール素子Ｈａ、Ｈｂは、第４図（Ｂ）に示すように
、相互に９０度の電気角を有し、Ｕ相コイルの中心０に
対して電気角で７６５度の位置に配されており、４５度
の電気角と等価である。

ロータｌの周面にはＦＧマグネット５が取付けられ、こ
のＦＣマグネット５には固定子３上のＭＲ素子等を含む
磁気センサ６が対向している。固定子３の中心には軸受
７が嵌入され、軸受７に軸支されている出力軸８はロー
タ１の中心に挿入、固定されている。

ところで、−組の駆動コイルが駆動電流の方向を切り換
えずに同一方向にトルクを発生させ得る期間は電気角で
１８０度以下であり、実用に供し得る効率でトルクを発
生させるには電気角で１２０度程度である。従って、ロ
ータｌの位置にかかわらず充分な起動トルクを発生させ
るためには、ロータ１が電気角で３６０度回転する毎に
少なくとも３回以上駆動コイルに駆動電流を切り換えて
供給する必要がある。また、一つのホール素子は１８０
度位相の異なる位置信号を出力するので、三日以上駆動
電流を切り換えて供給するためには少なくとも二以上の
ホール素子が必要である。従って、本実施例のように、
最小数のホール素子Ｈａ、Ｈｂを用いる場合にはこれら
ホール素子Ｈａ、Ｈｂを上述したように９０度の電気角
゛で配設すればよく、よって、ホール素子が少なくて済
む。

一方、駆動電流の通電期間を最も効率的にトルクを発生
させるべく電気角で９０度に設定する場合５相のコイル
Ｕ−Ｙへの通電時には、第５図（Ａ）に示すように、正
方向及び負方向においてれらのトルクベクトルを合成す
ると、同図（Ｂ）２＋Ｘ／２、ｖ＋ｙが得られる。よっ
て、上記ホール素子Ｈａ、Ｈｂの位置信号にて励磁信号
を駆動回路に供給することで、駆動コイル４の各相コイ
ルＵ−Ｙにて大きな自己起動トルクを発生させることが
可能である。

尚、駆動相数を２Ｎ　（ｌ以との整数）＋１として、こ
れら駆動コイルを星形結線すると、１８０／（２Ｎ＋１
）度毎に２　（２Ｎ＋１）個のトルクベクトルが得られ
、これらベクトルを適宜組み合わせ、電気角で９０度毎
に切り換えて通電すると、以下に説明するように、２相
モータを２相駆動したと同等の起動トルク及びトルクリ
ップルが得られる。

さて、ホール素子Ｈａ、Ｈｂは第２図に示すように、バ
イアス抵抗２０．２０を介して電源端子２１ａ（正極）
、２１ｂ（負極）間に接続されている。各ホール素子Ｈ
ａ、Ｈｂの両出力端子は位置信号処理回路９を構成して
いるオペアンプ２２ａ、２２ｂの反転及び非反転入力端
子に接続されている。オペアンプ２２ａの出力側にはＡ
ＮＤゲート２３＋　、２３２の入力端子とＡＮＤゲー）
２３３，２３４の反転入力端子がそれぞれ接続されてい
る。また、オペアンプ２２ｂの出力側にはＡＮＤゲート
２３２．２３４の入力端子とＡＮＤゲート２３．．２３
３の反転入力端子がそれぞれ接続されている。ＡＮＤゲ
ート２３．の出力側には駆動回路２４を構成しているＯ
Ｒゲート２５＋　、２５ｓ、２５ｓの一方の入力端子が
接続されている。ＡＮＤゲート２３２の出力側にはＯＲ
ゲート２５ｚ、２５ｍの一方の入力端子が接続されてい
る。ＡＮＤゲート２３４の出力側にはＯＲゲート２５３
．２５４．２５ａの一方の入力端子が接続されている。

ＡＮＤゲート２３３の出力側にはＯＲゲート２５ｓ、２
５？の入力端子が接続されている。これらＯＲゲート２
５＋　〜２５糟の各出力側にはトランジスタＴＲ，〜Ｔ
Ｒ，の各ベースが接続されている。トランジスタＴ　Ｒ
＋　”　Ｔ　Ｒｓの各コレクタは電源端子２１ａに接続
され、各エミッタはトランジスタＴ　Ｒａ〜ＴＲ樽の各
コレクタに接続されている。トランジスタＴ　Ｒａ〜Ｔ
Ｒ糟の各エミッタは制御トランジスタ１０のコレクタに
接続されている。そして、トランジスタＴ　Ｒ＋〜Ｔ　
Ｒｓの各エミッタには星形結線されている駆動コイル４
の各相コイルＵ〜Ｙが接続されている。

尚、制御トランジスタ１０のベースには速度制御回路１
１が接続され、速度制御回路１１には磁気センサ６の速
度検出用パルスが入力されるようになっている。

駆動コイル４の各相コイルＵ−Ｙの一端には誘起電圧処
理回路１６が接続されている。この誘起電圧処理回路１
６は複数の電圧比較器２６１〜２６ｓを有している。電
圧比較器２６．の入力にはコイル■、Ｘが接続され、同
２６２の入力にはコイルＷ、Ｙが接続され、同２６３の
入力にはコイルＸ、Ｕが接続され、同２６４の入力には
コイルＹ、Ｖが接続され、同２６５の入力にはコイルＵ
、Ｗが接続されている。そして、これら電圧比較器２６
．〜２６５の入力間にはリミッタを構成しているダイオ
ード２７１，２７２のアノード及びカンードが逆極性で
接続されている。

電圧比較器２６．の出力はＡＮＤゲート２８１．２８糟
の入力端子とＡＮＤゲート２８２．２８ｇの反転入力端
子にそれぞれ接続されている。電圧比較器２６２の出力
はＡＮＤゲート２８２，２８３の入力端子とＡＮＤゲー
ト２８＋　、２８４の反転入力端子にそれぞれ接続され
ている。電圧比較器２６３の出力はＡＮＤゲート２８４
．２８５の入力端子とＡＮＤゲート２８３．２８ａの反
転入力端子にそれぞれ接続されている。電圧比較器２６
４の出力はＡＮＤゲート２８６．２８７の入力端子とＡ
ＮＤゲート２８ｓ、２８ｓの反転入力端子にそれぞれ接
続されている。電圧比較器２６５の出力はＡＮＤゲー）
２８ｓ、２８ｓの入力端子とＡＮＤゲート２８７．２８
１１の反転入力端子にそれぞれ接続されている。そして
、これらのＡＮＤゲート２８１〜２８４．の出力側はＯ
Ｒゲート２５＋〜２５．の他方の入力端子に接続されて
いる。

上記ＡＮＤゲート２８１〜２８糟の各入力端子にはモー
ド端子２９が共通に接続され、又ＡＮＤゲート２３．〜
２３４の各入力端子にはモード端子２９がインバータ３
０を介して共通に接続されている。

次に、本発明の５相ブラシレスモータの動作を説明する
。

ところで、起動時にはモード端子２９が「Ｌ」に保持さ
れているので、誘起電圧処理回路１６のＡＮＤゲート２
８．〜２８糟は不動作状態になっている。これに対して
、位置信号処理回路９のＡＮＤゲート２３１〜２３４は
インバータ３０にてｒＨＪが入力されるので、動作可能
な状態になっている。

起動時において、ホール素子Ｈａ、ＨｂがＮ及びＳ極の
ロータ磁石を検出すると、第６図（Ａ）の（ａ）、（ｂ
）に示すように、正弦波状の位置信号Ｖａ、Ｖｂを９０
度の位相差で出力する。これらの位置信号Ｖａ、Ｖｂは
オペアンプ２２ａ、２２ｂにて増幅整形され、同図の（
Ｃ）、（ｄ）に示す矩形波信号Ｖａ’、Ｖｂ’になる。

これらの矩形波信号Ｖａ’、ｖｂ’はＡＮＤゲート２３
１〜２３４に入力される。

従って、（Ｃ）の矩形波信号Ｖａ’がｒＨＪ、（ｄ）の
矩形波信号ｖｂ’が「Ｌ」の場合、第６図（Ａ）の（ｅ
）に示すように、ＡＮＤゲート２３１より励磁信号が出
力される。この励磁信号はＯＲゲート２５＋　、２５ｓ
　、２５ｓ　を介してトランジスタＴＲ＋　、ＴＲｓ　
、ＴＲｓに供給されるので、同図（Ｂ）の（ｉ）　　（
ｋ）、（文）に示すように、コイルＵには正方向の駆動
電流Ｉａが、コイルＷ、ｘには負方向に駆動電流Ｉａ／
２がそれぞれ供給される。第７図（Ａ）にはこの通電状
態が示されている。よって、ロータｌには第６図（Ｂ）
の（ｎ）に示すように、駆動電流Ｉａが分流しているこ
とから、非分流時の合成トルクに対して９５％の合成ト
ルクが発生する。この結果、ロータ１が回転を始める。

次に、両組形波信号Ｖａ’、ｖｂ’がｒＨＪ、ｒＨＪに
変化すると、第６図（Ａ）の（ｆ）に示すように、ＡＮ
Ｄゲート２３２が励磁信号を出力する。この励磁信号は
ＯＲゲート２５２．２５゜を介してトランジスタＴＲ２
，ＴＲｌ１に供給されるので、同図ＣＢ）の（ｊ）、（
ｍ）に示すように、コイルＶには正方向、コイルＹには
負方向に駆動電流Ｉａが供給される。第７図（Ｂ）にこ
の通電状態を示す。従って、ロータｌには１００％の合
成トルクが発生するので、ロータｌが更に回転する。

次いで、矩形波信号Ｖａ’が「Ｌ」、矩形波信号ｖｂ’
がｒｌ（」に変化すると、第６図（Ａ）の（ｇ）に示す
ように、ＡＮＤゲート２３４がｌｉｆ＃ｌ磁信号を出力
する。この励磁信号はＯＲゲート２５３．２５４．２５
ｇを介してトランジスタＴＲ３、ＴＲ４、ＴＲｓに供給
されるので、同図（Ｂ）の（ｉ）、（ｋ）、（文）に示
すように、コイルＷ、ｘには正方向の駆動電流Ｉ　ａ　
／　２が、コイルＵには負方向の駆動電流Ｉａが供給さ
れる。第７図（Ｃ）にこの通電状態を示す。従ってロー
タ１には９５％の合成トルクが発生して当該ロータ１の
回転が続行する。

両組形波信号Ｖａ’、ｖｂ′がｒＬＪに変化すると、第
６図（Ａ）の（ｈ）に示すように、ＡＮＤゲート２３３
が励磁信号を出力する。この励磁信号はＯＲゲート２５
５．２５７を介してトランジスタＴＲｓ　、ＴＲｙに供
給されるので、同図（Ｂ）の（Ｄ、（ｍ）に示すように
、コイルＹには正方向、コイルＶには負方向の駆動電流
Ｉａが供給される。第７図（Ｄ）にこの通電状態を示す
、従って、ロータ１には１００％の合成トルクが発生し
てそのまま回転を続行する。

以下、同様の動作を繰り返すので、ロータ１は連続的に
回転する。この場合合成トルクのトルクリップルは２相
モータを２相駆動する場合と同一に増大しているが、合
成トルクのレベルは充分に大きくなっている。従って、
出力軸８に大きな負荷が加わっていてもロータ１は確実
に起動する。

このように、起動した後にはモード端子２９がｒＨＪに
切り換えられる。従って、位置信号処理回路９のＡＮＤ
ゲート２３１〜２３４は不動作状態に変化し、誘起電圧
処理回路１６のＡＮＤゲート２８．〜２８ｔ＠は動作可
能な状態に保持される。

このような動作状態において、各相のコイルＵ〜Ｙには
、第８図（Ａ）の（ａ）〜（ｅ）に示すように、７２度
の位相差で誘起電圧Ｖｕ〜ｖｙが発生する。即ち、これ
らの誘起電圧Ｖｕ〜ｖｙは各コイルＵ−Ｙの逆起電力に
抵抗分による降下電圧が重畳された波形を有し、中点電
位Ｖａを中心として変化する。

さて、これらの誘起電圧Ｖｕ〜Ｖ７は電圧比較器２６．
〜２６ｓに入力される。従って、電圧比較器２６１から
は、第８図の（ｆ）に示すように、誘起電圧Ｖｖが同Ｖ
ｘよりも大きいと、ダイオード２７＋　、２７ｚを介し
てｒＨＪが出力される。また、電圧比較器２６２からは
、同図（ｇ）に示すように、誘起電圧Ｖｗがｖｙよりも
大きいと、ｒＨＪが出力され、電圧比較器２６３からは
同図（ｈ）に示すように、誘起電圧Ｖｘが同Ｖｕよりも
大きいと、ｒＨＪが出力される。更に、電圧比較器２６
４からは、同図（ｉ）に示すように、誘起電圧ｖｙが同
Ｖｖよりも大きいと、ｒＨＪが出力され、電圧比較器２
６５からは、同図（ｊ）に示すように、誘起電圧Ｍｕが
同Ｖｗよりも大きいと、ｒＨＪが出力される。

次に、電圧比較器２６１が「Ｈ」、同２６□がｒＬＪに
保持されていると、第８図（Ｂ）の（ｋ）に示すように
、ＡＮＤゲート２８．より励磁信号が出力され、その後
に電圧比較器２６７．２６２がｒＬＪ、ｒＨＪに変化す
ると、同図（Ｂ）の（立）に示すように、ＡＮＤゲート
２８２より励磁信号が出力される。また、電圧比較器２
６２が「Ｈ」、同２６３が「Ｌ」に保持されていると、
同図（Ｂ）の（ｍ）に示すように、ＡＮＤゲート２８３
より励磁信号が出力され、その後に同２６２，２６３が
「Ｌ」、「Ｈ」に変化すると、（ｎ）に示すように、Ａ
ＮＤゲート２８４より励磁信号が出力される。同様に電
圧比較器２６３．２６．がｒＨＪ、ｒＬＪに保持されて
いると、（０）に示すように、ＡＮＤゲート２８ｓより
励磁信号が出力され、その後に同２６３．２６４がｒＬ
Ｊ、ｒＨＪに変化すると、（ｐ）に示すように、ＡＮＤ
ゲート２８６より励磁信号が出力される。更に電圧比較
器２６４．２６ｓがｒＨＪ、ｒＬＪに保持されると、　
（ｑ）に示すように、ＡＮＤゲート２８７より励磁信号
が出力され、その後に同２６ａ、２６ｓが「Ｌ」、「Ｈ
」に変化すると、（ｒ）に示すように、ＡＮＤゲート２
８８より励磁信号が出力される。

また、電圧比較器２６５．２６３がｒＨＪ、ｒＬＪで、
（ｓ）に示すように、ＡＮＤゲート２８９より励磁信号
が出力され、同２６５．２６＋　がｒＬＪ、ｒＨＪで、
（１）に示すように、ＡＮＤゲート２８Ｉｌより励磁信
号が出力される。

そして、ＡＮＤゲート２８．と２８８より励磁信号が出
力される（第８図ＣＢ）の（ｋ）及び（ｒ）参照）と、
トランジスタＴ　Ｒ＋　、　Ｔ　ＲｅがＯＮするノテ、
第８図（Ｃ）（７）（ｕ）及び（ｘ）に示すように、コ
イルＵに正方向、コイルＸに負方向の駆動電流Ｉａが供
給される。従って、ロータｌには（Ｚ）に示すように、
トルクリップルの小さなトルクが発生し、ロータｌが回
転を続行する。

ＡＮＤゲート２８＠より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８３より励磁信号（同図（Ｂ）の（ｍ）
参照）が出力されると、トランジスタＴ　Ｒｅ及びＴ　
Ｒ２がＯＮする（７）−７’、（Ｖ）及び（Ｘ）に示す
ように、コイルＶに正方向、コイルＸに負方向の駆動電
流Ｉａが供給される。よって、ロータ１に同様にトルク
リップルの小さなトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８３より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８博より（１）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴ　Ｒ２及びＴ　Ｒｖａ
がＯＮするノテ、（Ｖ）及び（ｙ）に示すように、コイ
ルＶに正方向、コイルＹに負方向の駆動電流Ｉａが供給
される。よって、ロータｌに同様にトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８糟より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８５より（０）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴＲ，ｍ及びＴＲ３がＯ
Ｎするので、（Ｗ）及び（ｙ）に示すように、コイルＷ
に正方向、コイルＹに負方向の駆動電流Ｉａが供給され
る。よって、ロータ１にトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８５より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８２より（文）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴＲ３及びＴ　ＲａがＯ
Ｎするので、（Ｗ）及び（Ｕ）に示すように、コイルＷ
に正方向、コイルＵに負方向の駆動電流Ｉａが供給され
る。よって、ロータｌにトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８２より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８７より（ｑ）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴ　Ｒａ及びＴＲ４がＯ
Ｎするノテ、（Ｘ）及び（Ｕ）に示すように、コイルＸ
に正方向、コイルＵに負方向に駆動電流Ｉａが供給され
る。よって、ロータ１にトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８７より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８４より（ｎ）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴＲ４及びＴ　ＲｒがＯ
Ｎするノテ、（Ｘ）及び（Ｖ）に示すように、コイルＸ
に正方向、コイル■に負方向の駆動電流Ｉａが供給され
る。よって、ロータ１にトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８４より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８ｇより（Ｓ）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＴ　Ｒ７及びＴ　Ｒｓが
ＯＮするので、（ｙ）及び（Ｖ）に示すように、コイル
Ｙに正方向、コイル■に負方向の駆動電流Ｉａが供給さ
れる。よって、ロータ１にトルクが発生する。

ＡＮＤゲート２８９より励磁信号が出力されている間に
ＡＮＤゲート２８６より（ｐ）に示すように、励磁信号
が出力されると、トランジスタＲｓ及びＴ　ＲｓがＯＮ
するので、（ｙ）及び（Ｗ）に示すように、コイルＹに
正方向、コイルＷに負方向の駆動電流Ｉａが供給される
。よって、ロータｌにトルクが発生する。

以下、同様の動作を繰り返すので、同図（Ｃ）の（２）
に示すように、ロータ１は小さなトルク、　　　リップ
ルで連続的に回転する。

上記実施例において、モード端子２９の「Ｌ」、「Ｈ」
の切り換えは、例えば、回転速度検出器の検出信号に応
じてモータ制御用のマイクロコンピュータ等により行え
ばよく、又他の検出器と制御手段を組み合わせてもよい
。また、ホール素子Ｈａ、Ｈｂの出力に応じたタイミン
グで駆動コイル４の誘起電圧を設定電圧と比較し、その
結果に応じてモードを選択し、若しくは誘起電圧の周期
に基づいて選択してもよい。

また、上記実施例では、ホール素子Ｈａ、Ｈｂの位置信
号Ｖａ、Ｖｂを矩形波信号Ｖａ’、ｖｂ′に整形してい
るが、これら位置信号を完全な矩形波にせず、アナグロ
的に乗算処理して励磁信号を得るようにしてもよい、こ
の場合にはトランジスタＴＲ，〜ＴＲ，ｓに励磁信号を
徐々に変化させて供給することができるので、ロータｌ
の回転で発生する振動騒音を大幅に低減することができ
る。従って、例えば、ビデオテープレコーダにおいて起
動ではなく、再生画情報な高速で模索するために磁気テ
ープを通常再生時の数倍又は数十倍で駆動する際でも殆
んど振動騒音が生じない。

尚、上記実施例では、７２度の流通角でロータｌを駆動
したが、１４４度の流通角であってもよく、又３以上の
奇数相のブラシレスモータであれば平面対向型構造及び
円筒構造の両者に本発明を適用し得る。

第９図には位置信号に基づく５相コイルＵ−Ｙへの他の
通電状態が示されている。即ち、先ず、同図（Ａ）に示
すように、コイルＵ、Ｖ、Ｙに正方向の駆動電流を供給
すると共にコイルＷ、ｘに負方向の駆動電流を供給する
。次に、同図（Ｂ）に示すように、コイルｖ、Ｗに正方
向の駆動電流を供給すると共にコイルＸ、Ｙに負方向の
駆動電波を供給する。次いで、同図（Ｃ）に示すように
、コイルＷ、Ｘに正方向の駆動電流を供給すると共にコ
イルＵ、Ｖ、Ｙに負方向の駆動電流を供給する。

更に、同図（Ｄ）に示すように、コイルＸ、　Ｙに正方
向に駆動電流を供給すると共にコイルＶ、Ｗに負方向の
駆動電流を供給する。

このように各相コイルＵ−Ｙに通電するには位置信号処
理回路９に対応する論理回路を組み込めばよい。

第１０図には位置信号に基づく３相コイルＵ〜Ｗへの通
電状態が示されている。即ち、先ず、同図（Ａ）に示す
ように、コイルＵに正方向の駆動Ｉ−Ｊ六　＋−ｌｌ）
　を八　−ド　１　し　４ト　１”−ｖ　　ノ　Ｉｌ、
Ｖ　　　　υＶ　ｔ”　　（ｈ　　−ｔ；　　ｒａｔ　
　ｔｎ　　Ｗ動電流を供給する０次に、同図（Ｂ）に示
すように、コイルＶ、Ｗに正方向及び負方向に駆動電流
をそれぞれ供給する０次いで、同図（Ｃ）に示すように
、コイルｖ、Ｗに正方向の駆動電流を供給すると共にコ
イルＵに負方向の駆動電流を供給する。更に、同図（Ｄ
）に示すように、コイルＷ。

■に正方向及び負方向の駆動電流を供給する。

第１１図には位置信号に基づく７相コイルＳ〜Ｙへの通
電状態が示されている。即ち、先ず、同図（Ａ）に示す
ように、コイルＳに正方向の駆動電流を供給すると共に
コイルｖ、Ｗに負方向の駆動電流を供給する０次に、同
図（Ｂ）に示すように、コイルＵ、Ｘに正方向及び負方
向の駆動電流を供給する０次いで、同図（Ｃ）に示すよ
うに、コイル■、Ｗに正方向の駆動電流を供給すると共
に、コイルＳに負方向の駆動電流を供給する。更に、同
図ＣＤ）に示すように、コイルＸ、Ｕに正方向及び負方
向の駆動電流を供給する。

第１２図には位置信号に基づく７相コイルＳ〜Ｙへの他
の通電状態が示されている。即ち、先ず、同図（Ａ）に
示すように、コイルＳに正方向の駆動電流を供給すると
共にコイルＶ、Ｗに負方向の駆動電流を供給する０次に
、同図（Ｂ）に示すように、コイルＴ、Ｕに正方向の駆
動電流を供給すると共にコイルＸ、Ｙに負方向の駆動電
流を供給する０次いで、同図（Ｃ）に示すように、コイ
ルＶ、Ｗに正方向の駆動電流を供給すると共にコイルＳ
に負方向の駆動電流を供給する。更に、同図（Ｄ）に示
すように、コイルＸ、Ｙに正方向の駆動電流を供給する
と共にコイルＴ、Ｕに負方向の駆動電流を供給する。

（発明の効果） 本発明によれば、少なくとも起動時に位置検出素子の位
置信号に基づいて位置信号処理回路より駆動回路に励磁
信号を供給し、起動後に駆動コイルの誘起電圧に基づい
て誘起電圧処理回路より駆動回路に励磁信号を供給する
ようにしたので、大きな負荷が加わっている場合でも確
実に起動させて短時間で安定的にロータを回転させるこ
とができる上に、位置検出素子としてホール素子を用い
る場合にはその数を少なくし、かつ設置スペース及びリ
ード線の配線スペースを小さくすることができる。また
、発振器やカウンタ回路を組み込む必要がないので、回
路構成が簡単である。従って、安価で組み立てが容易な
上に小型でありながらトルクリップルが少ない多相ブラ
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図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明に係る５相ブラシレスモータの回路構成図、第３図は
同ブラシレスモータの分解斜視図、第４図（Ａ）、（Ｂ
）は本発明に係る駆動コイル及びホール素子の配置状態
を示す平面図と対応する電気角を説明する図、第５図（
Ａ）、（Ｂ）は各駆動コイルへの通電で生じるトルクの
ベクトル図とその合成ベクトル図、第６図（Ａ）、（Ｂ
）は第２図のブラシレスモータの起動時の動作を説明す
るタイミングチャート、第７図（Ａ）乃至（Ｄ）は起動
時の駆動コイルへの通電状態を説明する遷移図、第８図
（Ａ）乃−至（Ｃ）は第２図のブラシレスモータの起動
後の動作を説明するタイミングチャート、第９図（Ａ）
乃至（Ｄ）は他の通電状態を説明する遷移図、第１Ｏ図
（Ａ）乃至（Ｄ）は３相駆動コイルへの通電状態を説明
する遷移図、第１１図（Ａ）乃至（Ｄ）及び第１２図（
Ａ）乃至ＣＤ）は７相駆動コイルへの各通電状態を示す
遷移図、第１３図及び第１４図は従来の５相ブラシレス
モータの分解斜視図と回路構成図、第１５図（Ａ）乃至
（Ｃ）は第１３図のブラシレスモータの動作を説明する
タイミングチャート、第１６図は相数とトルクリップル
との関係を示す特性図、第１７図は従来の他のブラシレ
スモータの回路構成図である。 ６・・・磁気センサ、 ９・・・位置信号処理回路、 １６・・・誘起電圧処理回路、 ２２ａ、２２ｂ・・・オペアンプ、 ２３、　〜２３４・・・ＡＮＤゲート、２５、〜２５．
・・・ＯＲゲート、 ２６１〜２６５・・・電圧比較器、 ２８、〜２８．・・・ＡＮＤゲート、 Ｈａ、Ｈｂ・・・ホール素子、 Ｕ−Ｙ・・・各相コイル。 １ノ’ニー１１ 第３図 第４図 （Ａ） 第５図 （Ａ） 第６図 （Ａ） 第６図 （Ｂ） 第７図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（８）（Ｄ）　　　
　　　　　　　　　（Ｃ）第８図 （Ａ） 第８図 （Ｂ） 第８図 （Ｃ） 第９図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）（Ｄ）
　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｃ）（Ａ）　　　
　　　　　　　　　　　（Ｂ）（Ｄ）　　　　　　　　
　　　　　（Ｃ）第１１図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） （Ｄ）　　　　　　　　　　　（Ｃ） 第１２図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） （Ｄ）　　　　　　　　　　　（Ｃ） 第１３図 第１５図 （Ａ） ｊｌｉ１５図 （Ｂ） （↑） 第１５図 （Ｃ） 第１６図 相数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータ磁石を有するロータと、前記ロータ磁石と対向し
   て配されている３相以上の駆動コイルと、前記ロータ磁
   石の位置を検出する位置検出素子と、前記駆動コイルに
   励磁信号の供給で駆動電流を出力する駆動回路とを備え
   るブラシレスモータにおいて、前記位置検出素子の位置
   信号に基づいて少なくとも起動時に前記駆動回路に励磁
   信号を供給する位置信号処理回路と、前記駆動コイルの
   誘起電圧に基づいて起動後に前記駆動回路に励磁信号を
   供給する誘起電圧処理回路とを含むことを特徴とするブ
   ラシレスモータ。