JP2663602B2 - Brushless DC motor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１個の磁気検出素子で３相全波駆動を可能に
し、駆動回路の構成を簡素化することにより小型化を実
現し得る無刷子直流モータに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless direct current capable of realizing three-phase full-wave driving with one magnetic detection element and realizing miniaturization by simplifying the configuration of a driving circuit. It relates to a motor.

従来の技術 近年、小型直流モータは音響分野ばかりでなく、情報
・産業分野においてもその制御性の良さが認められ、非
常な勢いで用途が拡大している。その中でも無刷子直流
モータは刷子・整流子という接触部分がなく、長寿命と
いう利点をもっていることから特に信頼性が重視される
産業用モータとしても用途が拡大している。2. Description of the Related Art In recent years, small DC motors have been recognized for their good controllability not only in the acoustic field but also in the information and industrial fields, and their applications are expanding at an extremely rapid pace. Above all, a brushless DC motor has no contact portion such as a brush and a commutator, and has an advantage of a long life. Therefore, its use is expanding as an industrial motor in which reliability is particularly important.

従来よりプラシレスモータは、ロータの回転位相を検
出するセンサ（磁気検出素子など）と、そのセンサの出
力信号を電気的に処理して電流を流すべき駆動コイルを
選択し励磁電流を流す駆動回路とで構成されているのが
一般であった。第８図はそのような従来のブレシレスモ
ータの代表的な一例である３相４極６コイルの平面対向
型のモータの構成を示す分解斜視図である。この図にお
いて、51はロータフレーム52に取り付けられ、駆動マグ
ネット部51a及びFG用マグネット部51bより構成されるロ
ータマグネットである。53はプリント基板56上で駆動用
マグネット部51aと対向する位置に設けられている駆動
コイル、54は３個のホール素子、55は上記プリント基板
56上でFG用マグネット部51bと対向する位置に設けられ
ているFGコイル、57はステータヨーク、58はモータの回
転軸、59はその軸受である。駆動コイル53は回転軸58を
挟んで相対する２つのコイルが直列に接続されて１つの
相を形成しているので３相となっている。Conventionally, a brushless motor has a sensor (magnetic detection element, etc.) for detecting the rotational phase of a rotor, and a drive circuit for electrically processing an output signal of the sensor, selecting a drive coil for passing a current, and supplying an exciting current. In general, it was composed of FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of a three-phase, four-pole, six-coil planar opposed motor which is a typical example of such a conventional brushless motor. In this figure, reference numeral 51 denotes a rotor magnet attached to a rotor frame 52 and configured by a driving magnet unit 51a and an FG magnet unit 51b. 53 is a drive coil provided on the printed circuit board 56 at a position facing the drive magnet section 51a, 54 is three Hall elements, and 55 is the printed circuit board.
An FG coil provided at a position opposing the FG magnet portion 51b on 56, 57 is a stator yoke, 58 is a rotating shaft of a motor, and 59 is a bearing thereof. The drive coil 53 has three phases because two coils facing each other across the rotation shaft 58 are connected in series to form one phase.

次にこのモータの動作について説明する。 Next, the operation of this motor will be described.

３つのホール素子54はプリント基板56上において、回
転軸58からほぼ等距離の位置に互いに回転角60゜で設け
られているので、駆動用マグネット部51aの磁束に応じ
た位置信号を互いに電気角120゜elの位相差で発生す
る。この位相信号は差動増巾器（図示せず）で増巾、整
形されて位置信号となる。続いて複数のゲート回路（図
示せず）で論理処理されて３相の駆動信号となり、コイ
ル駆動用の複数のスイッチングトランジスタ（図示せ
ず）を夫々駆動する。この結果駆動コイル53には階段形
状の励磁電流が流れ、モータは駆動回転される。Since the three Hall elements 54 are provided on the printed circuit board 56 at a position substantially equidistant from the rotation axis 58 and at a rotation angle of 60 °, the position signals corresponding to the magnetic flux of the driving magnet unit 51a are converted into electrical angles with each other. It occurs with a phase difference of 120 ° el. This phase signal is amplified and shaped by a differential amplifier (not shown) to become a position signal. Subsequently, logical processing is performed by a plurality of gate circuits (not shown) to generate three-phase drive signals, which respectively drive a plurality of switching transistors (not shown) for driving the coil. As a result, a stepwise exciting current flows through the drive coil 53, and the motor is driven and rotated.

発明が解決しようとする課題 このような構成の従来のモータにおいては各ホール素
子54は夫々１個当たり２本の電流入力端子と２本の電圧
出力端子とを有し、３個で合計12本の端子を配線しなけ
ればならない。これはモータの小型化が望まれている折
からその妨げになるものである。一方、ホール素子１個
で駆動するモータとして２相半波駆動方式及び３相半波
駆動方式等あるが、いずれも電流効率が悪くトルクリッ
プルも大きい。Problems to be Solved by the Invention In the conventional motor having such a configuration, each of the Hall elements 54 has two current input terminals and two voltage output terminals for each, and a total of twelve elements are provided. Terminals must be wired. This hinders the miniaturization of the motor from being desired. On the other hand, there are a two-phase half-wave drive system, a three-phase half-wave drive system, and the like as motors driven by a single Hall element, all of which have poor current efficiency and large torque ripple.

課題を解決するための手段 本発明は多極着磁された駆動用マグネット部と駆動用
マグネット部のＮ極に対応してＮ−０−Ｎ極（０は無着
磁部）を配置し、駆動用マグネット部のＳ極に対応して
Ｓ−０−Ｓ極を配置した位置検出用マグネット部と、こ
の位置検出用マグネット部に対向して配置され、位置信
号を出力する１個の磁気検出素子と、上記位置検出素子
からの出力信号を増巾する増巾回路と、その増巾された
位置信号を上記磁極に対応して分離する波形整形回路
と、上記駆動用マグネット部の3n（ｎは自然数）倍のパ
ルス数を発生するFG発生機構と、上記3n倍のパルス数を
分周して上記駆動用マグネット部の３倍のパルス数に変
換する分周回路と、上記分周回路からの信号を分離する
分離回路と、切替回路と、上記切替回路によって起動時
には上記波形整形回路からの信号を、運転時には上記分
離回路からの信号を合成して３相全波駆動信号を作る信
号処理回路と、この信号処理回路からの信号に基づき３
相コイルを駆動する３相全波駆動回路と、上記FG発生機
構からの回転信号に応じてモータの回転速度を制御し得
る回転速度制御回路とを備えたものである。Means for Solving the Problems The present invention arranges a driving magnet portion multipolarized and N-0-N poles (0 is a non-magnetized portion) corresponding to the N pole of the driving magnet portion, A position detecting magnet unit having S-0-S poles arranged corresponding to the S poles of the driving magnet unit, and one magnetic detection unit arranged to face the position detecting magnet unit and outputting a position signal Element, an amplification circuit that amplifies the output signal from the position detection element, a waveform shaping circuit that separates the amplified position signal corresponding to the magnetic pole, and 3n (n) of the driving magnet unit. Is a natural number), an FG generation mechanism that generates twice the number of pulses, a frequency dividing circuit that divides the 3n times the number of pulses to convert the number into 3 times the number of pulses of the driving magnet unit, and a frequency dividing circuit. A separation circuit for separating the signals of the above, a switching circuit, and activated by the switching circuit. A signal processing circuit for generating a three-phase full-wave drive signal by combining a signal from the waveform shaping circuit during operation and a signal from the separation circuit during operation;
It is provided with a three-phase full-wave drive circuit for driving the phase coils, and a rotation speed control circuit capable of controlling the rotation speed of the motor in accordance with the rotation signal from the FG generation mechanism.

作用 上記構成によれば、磁気検出素子の出力を増巾器にか
けた後、その出力波形の上側及び下側におのおのスレッ
ショールド特性を有する波形整形回路を通して波形整形
を行うと、磁極に応じて分離された信号が得られ、この
信号を信号処理回路で演算処理して合成すると120゜el
位相のずれた３相全波駆動信号が得られ、この信号に基
づき駆動回路を作動させることにより３相全波駆動を行
うことができる。更に精度の高い回転を得るために所定
の回転数以上に達した時、FG発生機構から得られる駆動
用マグネット部1aの3n倍のパルス数を分周して、駆動マ
グネット部の３倍のパルス信号を得、これを分離回路に
より磁極に応じた信号に変換し、この信号を切替回路を
通して上記信号処理回路で演算処理して合成すると120
゜el位相のずれた３相全波駆動信号が得られ、この信号
に基づき駆動回路を作動させることにより３相全波駆動
を行うことができる。又、FG発生機構からの回転信号を
Ｆ−Ｖ変換回路、速度制御回路等を通して駆動回路をコ
ントロールし、所定の回転数にすることができる。According to the above configuration, after applying the output of the magnetic detection element to the amplifier, and performing waveform shaping through a waveform shaping circuit having threshold characteristics on the upper side and the lower side of the output waveform, according to the magnetic pole, A separated signal is obtained, and when this signal is subjected to arithmetic processing by a signal processing circuit and synthesized, 120 ゜ el
A three-phase full-wave drive signal having a phase shift is obtained, and by driving a drive circuit based on this signal, three-phase full-wave drive can be performed. When the number of rotations reaches a predetermined number or more to obtain more accurate rotation, the number of pulses of the driving magnet unit 1a obtained from the FG generating mechanism is divided by 3n times, and the number of pulses is triple that of the driving magnet unit. When a signal is obtained, the signal is converted into a signal corresponding to the magnetic pole by a separation circuit, and this signal is subjected to arithmetic processing by the signal processing circuit through a switching circuit and synthesized, thereby obtaining a signal.
A three-phase full-wave drive signal having a phase shift of ゜ el is obtained, and by driving a drive circuit based on this signal, three-phase full-wave drive can be performed. In addition, the rotation signal from the FG generation mechanism is controlled through a FV conversion circuit, a speed control circuit, and the like to control a drive circuit, so that a predetermined number of rotations can be obtained.

実施例 本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明
する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は円板状ロータマグネットを駆動用マグネット
の一周期（360゜el）分について展開した着磁分布のパ
ターン図、第２図はブラシレスモータの構成を示す分解
斜視図である。図において１はロータフレーム２に固着
した円板状ロータマグネット、３は磁気検出素子４及び
コイル５と共にプリント基板６上に設けられたFGコイ
ル、７はステータヨーク、８はモータの回転軸、９はそ
の軸受である。上記構成において、ロータマグネット１
の着磁分布及び１個の磁気検出素子４以外は通常の３相
４極６コイルのモータ構造である。本発明の構造上の特
徴の一つに上記ロータマグネット１の着磁分布がある。FIG. 1 is a pattern diagram of a magnetization distribution in which a disk-shaped rotor magnet is developed for one period (360 °) of a driving magnet, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a brushless motor. In the figure, 1 is a disk-shaped rotor magnet fixed to a rotor frame 2, 3 is an FG coil provided on a printed circuit board 6 together with a magnetic detection element 4 and a coil 5, 7 is a stator yoke, 8 is a rotating shaft of a motor, 9 Is the bearing. In the above configuration, the rotor magnet 1
Except for the magnetization distribution and the single magnetic detection element 4, the motor structure is an ordinary three-phase, four-pole, six-coil motor. One of the structural features of the present invention is the magnetization distribution of the rotor magnet 1.

即ち、第１図のように駆動用マグネット部1aと同磁極
数をもった位置検出用マグネット部1bの中央に磁極巾の
約1/3の巾で０極（無着磁又は切欠きなどにより磁束を
発生しない部分）を設け、駆動用マグネット部1aのＮ極
に対応してＮ−０−Ｎ極を配置し、駆動用マグネット部
1aのＳ極に対応してＳ−０−Ｓ極を配置している。この
ような磁極分布を得るには着磁ヨークを工夫するか、プ
ラスチックマグネット又はゴムマグネットを用いて切欠
き部を設けても容易に実現可能である。更にFGコイル３
に対向する部分にFG用マグネット部1cを駆動用マグネッ
ト部1aの磁極数の3n（ｎは自然数）倍の磁極数で配置し
ている。That is, as shown in FIG. 1, the center of the position detecting magnet portion 1b having the same number of magnetic poles as the driving magnet portion 1a has a zero pole with a width of about 1/3 of the magnetic pole width (not magnetized or notched, etc.). A portion that does not generate magnetic flux), and N-0-N poles are arranged corresponding to the N pole of the driving magnet portion 1a.
The S-0-S pole is arranged corresponding to the S pole of 1a. Such a magnetic pole distribution can be easily realized by devising a magnetized yoke or by providing a notch using a plastic magnet or a rubber magnet. FG coil 3
The FG magnet portion 1c is arranged at a portion facing the above with 3n (n is a natural number) times the number of magnetic poles of the driving magnet portion 1a.

上述したような位置検出用マグネット部1b及びFG用マ
グネット部1cと１個の磁気検出素子４を用いて本発明の
３相全波の駆動信号を合成する構成を第３図の信号波形
図及び第４図のブロック図を用いて説明する。FIG. 3 is a signal waveform diagram of a configuration in which a three-phase full-wave drive signal of the present invention is synthesized using the position detecting magnet unit 1b, the FG magnet unit 1c, and one magnetic detecting element 4 as described above. This will be described with reference to the block diagram of FIG.

上記位置検出用マグネット部1bの磁束を検出する例え
ばホール素子のような磁気検出素子４の出力波形は第３
図（ａ）のようになる。この出力を増巾器12にかけた
後、その出力波形の上側及び下側に各々スレッショール
ド特性を有する波形整形回路13を通して波形整形を行う
と（ｃ），（ｄ）のような波形が得られる。これらの波
形と（ａ）を更に増巾して得られた（ｂ）の波形を信号
処理回路18で演算処理する。即ち、（ｂ）の正側と
（ｃ）の反転した信号とを信号処理回路18で演算処理す
ると（ｈ）及び（ｉ）を得る。同様にして（ｂ）の負側
の反転した信号と（ｄ）の反転した信号とを信号処理回
路18で演算処理すると（ｊ）及び（ｋ）を得る。以上の
ようにして得られた４つの信号のうち（ｈ）と（ｋ）を
NOR回路にて演算処理をすると（ｌ）が得られ、同様に
（ｉ）と（ｊ）をNOR回路にて演算処理すると（ｍ）が
得られる。次に（ｈ）と（ｉ）を合成して（ｎ）を得、
同様にして（ｊ）と（ｌ）から（ｏ）を、（ｋ）と
（ｍ）から（ｐ）を得ることができる。（ｎ），
（ｏ），（ｐ）は夫々120゜el位相のずれた信号であ
り、これらを駆動回路19に出力すれば３相全波180゜el
駆動を行うことができる。又、第３図（ｋ）〜（ｍ）の
６つの信号で駆動すれば３相全波120゜el駆動を行うこ
とができる。The output waveform of the magnetic detecting element 4 such as a Hall element for detecting the magnetic flux of the position detecting magnet portion 1b is the third.
The result is as shown in FIG. After applying this output to the amplifier 12 and performing waveform shaping on the upper and lower sides of the output waveform through the waveform shaping circuit 13 having threshold characteristics, waveforms (c) and (d) are obtained. Can be These waveforms and the waveform of (b) obtained by further amplifying (a) are processed by the signal processing circuit 18. That is, when the positive side of (b) and the inverted signal of (c) are processed by the signal processing circuit 18, (h) and (i) are obtained. Similarly, when the signal on the negative side of (b) and the signal on (d) are operated on by the signal processing circuit 18, (j) and (k) are obtained. Of the four signals obtained as described above, (h) and (k) are
When the arithmetic processing is performed by the NOR circuit, (l) is obtained. Similarly, when the arithmetic processing of (i) and (j) is performed by the NOR circuit, (m) is obtained. Next, (h) and (i) are synthesized to obtain (n),
Similarly, (o) can be obtained from (j) and (l), and (p) can be obtained from (k) and (m). (N),
(O) and (p) are signals having a phase shift of 120 ° el respectively, and when these are output to the drive circuit 19, a three-phase full wave of 180 ° el is obtained.
Driving can be performed. Further, by driving with the six signals shown in FIGS. 3 (k) to 3 (m), a three-phase full wave 120 ° el drive can be performed.

更に精度の高い回転を得るために所定の回転数以上に
達した時、FG発生機構14から得られる駆動用マグネット
部1aの3n倍のパルス数を分周回路15により駆動用マグネ
ット部の３倍のパルス数に分周した信号を第３図（ｅ）
に示す。この信号を（ｂ）の信号を利用して分離回路16
により分離する。即ち、（ｂ）の正側と（ｅ）とをAND
回路により演算処理すると（ｆ）が得られる。又、
（ｂ）の負側の反転信号と（ｅ）の反転信号をAND回路
により演算処理すると（ｇ）が得られる。これらの波形
と（ｂ）の波形を切替回路17を介して信号処理回路18で
演算処理する。即ち、第３図（ｂ）の正側と（ｆ）の反
転した信号とを信号処理回路18で演算処理すると（ｈ）
と（ｉ）を得る。同様にして（ｂ）の負側の反転した信
号と（ｇ）の反転した信号とを信号処理回路18で演算処
理すると（ｊ）と（ｋ）を得る。When the number of rotations reaches a predetermined value or more in order to obtain more accurate rotation, the frequency of the driving magnet unit 1a obtained from the FG generating mechanism 14 is 3n times as large as that of the driving magnet unit by the frequency dividing circuit 15 FIG. 3 (e) shows a signal obtained by dividing the frequency into
Shown in This signal is converted to a separation circuit 16 by using the signal (b).
To separate. That is, the positive side of (b) is ANDed with (e).
(F) is obtained by arithmetic processing by the circuit. or,
When the inverted signal on the negative side of (b) and the inverted signal of (e) are arithmetically processed by an AND circuit, (g) is obtained. These waveforms and the waveform of (b) are processed by the signal processing circuit 18 via the switching circuit 17. That is, when the signal processing circuit 18 performs arithmetic processing on the positive side of FIG. 3B and the inverted signal of FIG.
And (i). Similarly, when the inverted signal on the negative side of (b) and the inverted signal of (g) are arithmetically processed by the signal processing circuit 18, (j) and (k) are obtained.

以上のようにして得られた４つの信号のうち、（ｈ）
と（ｋ）をNOR回路にて演算処理すると（ｌ）が得ら
れ、同様に（ｉ）と（ｊ）をNOR回路にて演算処理する
と（ｍ）が得られる。Of the four signals obtained as described above, (h)
When (N) and (k) are processed by a NOR circuit, (1) is obtained. Similarly, when (i) and (j) are processed by a NOR circuit, (m) is obtained.

以下、上述した経過をふんで３相全波駆動を行うこと
ができる。又、FG発生機構14からの回転信号をＦ−Ｖ変
換回路20,速度制御回路21を介して駆動回路19をコント
ロールすることができるのはいうまでもない。Hereinafter, three-phase full-wave driving can be performed in consideration of the above-described process. Needless to say, the rotation signal from the FG generation mechanism 14 can control the drive circuit 19 via the FV conversion circuit 20 and the speed control circuit 21.

以上述べてきた一連の動作を行う回路構成のうち、信
号処理回路18,分離回路16及び切替回路17について一実
施例に基づいて説明する。The signal processing circuit 18, the separation circuit 16, and the switching circuit 17 of the circuit configuration for performing the series of operations described above will be described based on an embodiment.

第５図の如く、夫々第１の入力端子と出力端子が互い
にクロスカップリング接続された論理ゲート31及び32
と、夫々第１の入力端子と出力端子が互いにクロスカッ
プリング接続された論理ゲート35及び36と、夫々第１の
入力端子と出力端子が互いにクロスカップリング接続さ
れた論理ゲート38及び39と、出力端子が上記論理ゲート
35の第２の入力端子に接続された論理ゲート33と、出力
端子が上記論理ゲート38の第２の入力端子に接続された
論理ゲート37と、第１の入力端子に上記論理ゲート38及
び39によるゲート対の出力が供給された論理ゲート40を
備え、上記論理ゲート33の第１の入力端子に上記論理ゲ
ート31及び32によるゲート対の出力が供給され、上記論
理ゲート37の第１の入力端子に上記論理ゲート35及び36
によるゲート対の出力が供給され、上記論理ゲート32の
第２の入力端子と論理ゲート36の第２の入力端子と論理
ゲート39の第２の入力端子と論理ゲート40の第２の入力
端子は接続されて、増巾回路により十分に増巾された出
力信号（第１の信号）が供給され、上記論理ゲート31の
第２の入力端子は上記論理ゲート33の第２の入力端子に
接続されると共にインバータ34を介して上記論理ゲート
37の第２の入力端子に接続され、波形整形回路の出力信
号（第２の信号）が供給され、上記論理ゲート31〜40に
よって順序回路を構成すると、上記論理ゲート40の出力
端子及び論理ゲート35の出力端子に夫々順序付けされた
第１の出力信号及び第２の出力信号が出力される。この
とき第１の信号に第３図（ｂ）の正側の信号、第２の信
号に第３図（ｃ）の反転された信号を供給すると第１の
出力信号には第３図（ｈ）、第２の出力信号には第３図
（ｉ）が出力される。同様に、第１の信号に第３図
（ｂ）の負側の反転された信号、第２の信号に第３図
（ｄ）の反転された信号を供給すると第１の出力信号に
は第３図（ｊ）、第２の出力信号には第３図（ｋ）が出
力される。更に、前述したようにNOR回路を用いて、第
３図（ｈ）と（ｋ）から（ｌ）が得られ、同様にして第
３図（ｉ）と（ｊ）から（ｍ）が得られる。As shown in FIG. 5, logic gates 31 and 32 whose first input terminal and output terminal are cross-coupled to each other, respectively.
Logic gates 35 and 36, each having a first input terminal and an output terminal cross-coupled to each other, and logic gates 38 and 39 each having a first input terminal and an output terminal cross-coupled to each other, Output terminal is the above logic gate
A logic gate 33 connected to a second input terminal of the logic gate 35; a logic gate 37 having an output terminal connected to a second input terminal of the logic gate 38; and a logic gate 38 and 39 connected to a first input terminal. A logic gate 40 to which the output of the gate pair is supplied to the first input terminal of the logic gate 33 and the first input terminal of the logic gate 37. Connect the above logic gates 35 and 36 to the terminals
And the second input terminal of the logic gate 32, the second input terminal of the logic gate 36, the second input terminal of the logic gate 39, and the second input terminal of the logic gate 40 An output signal (first signal) which is sufficiently amplified by the amplifier circuit is supplied, and a second input terminal of the logic gate 31 is connected to a second input terminal of the logic gate 33. And the above-mentioned logic gate via the inverter 34
An output signal (second signal) of the waveform shaping circuit is supplied to the second input terminal of the logic gate 37, and the logic gates 31 to 40 constitute a sequential circuit. A first output signal and a second output signal are output to the 35 output terminals, respectively. At this time, if the positive signal in FIG. 3 (b) is supplied to the first signal and the inverted signal in FIG. 3 (c) is supplied to the second signal, the first output signal becomes the signal shown in FIG. FIG. 3 (i) is output as the second output signal. Similarly, when the negative signal of FIG. 3 (b) is supplied to the first signal and the inverted signal of FIG. 3 (d) is supplied to the second signal, the first output signal is supplied to the first output signal. FIG. 3 (j) and FIG. 3 (k) are output as the second output signal. Further, as described above, using the NOR circuit, (l) is obtained from FIGS. 3 (h) and (k), and (m) is obtained similarly from FIGS. 3 (i) and (j). .

本出願人の出願に係る特願昭61−268001号の発明の場
合は分周回路を用いていたため、起動時にロータの位置
と駆動信号との間に信号の同期化が必要となり、別途起
動回路を付加したが、本発明においては上記論理ゲート
32の第１の入力端子、論理ゲート36の第１の入力端子及
び論理ゲート38の第１の入力端子に電源投入時に初期化
パルスを供給するだけでよい。このようにしておけば、
第３図（ａ）において０から上側のスレッショールドを
越えるまでと、０から下側のスレッショールドを越える
までの各々１区間ずつの間、起動時に逆回転するがこの
区間を通過するとすぐに正回転モードになり、その後は
上述したような３相全波駆動を行うことができる。In the case of the invention of Japanese Patent Application No. 61-268001 filed by the applicant of the present invention, since a frequency dividing circuit is used, it is necessary to synchronize signals between the position of the rotor and the drive signal at the time of starting, and a separate starting circuit is required. However, in the present invention, the logic gate
It is only necessary to supply an initialization pulse to the first input terminal 32, the first input terminal of the logic gate 36, and the first input terminal of the logic gate 38 when the power is turned on. If you do this,
In FIG. 3 (a), the motor rotates reversely at start-up for each section from 0 to exceeding the upper threshold and from 0 to exceeding the lower threshold, but immediately after passing this section. Then, the mode becomes the normal rotation mode, and thereafter, the above-described three-phase full-wave driving can be performed.

次に駆動用マグネット1aの３倍のパルス数にまで分周
された第３図（ｅ）の信号から（ｆ），（ｇ）を分離す
る方法を第６図を用いて説明する。論理ゲート41の第１
の入力端子はインバータ43を介して論理ゲート42の第１
の入力端子に接続されると共に第１の信号を供給され、
上記論理ゲート41の第２の入力端子はインバータ44を介
して上記論理ゲート42の第２の入力端子に接続されると
共に第２の信号を供給される。このように構成された順
序回路に第１の信号として第３図（ｂ）の信号を第２の
信号として（ｅ）の信号を供給すると第１の出力信号と
して（ｆ）が出力され、第２の出力信号として（ｇ）が
出力される。Next, a method of separating (f) and (g) from the signal of FIG. 3 (e) divided into three times the pulse number of the driving magnet 1a will be described with reference to FIG. First of logic gate 41
Is connected to the first terminal of the logic gate 42 via the inverter 43.
And is supplied with a first signal,
A second input terminal of the logic gate 41 is connected via an inverter 44 to a second input terminal of the logic gate 42 and is supplied with a second signal. When the signal of FIG. 3 (b) is supplied as the first signal to the sequential circuit thus configured and the signal of FIG. 3 (e) is supplied as the second signal, the signal (f) is output as the first output signal, (G) is output as the second output signal.

次に切替回路17について第７図を用いて説明する。 Next, the switching circuit 17 will be described with reference to FIG.

入力端子に波形整形回路13からの信号を供給されるア
ナログスイッチ45の出力端子は、入力端子に分離回路16
からの信号を供給されるアナログスイッチ46の出力端子
に接続されると共に信号処理回路18の論理回路31の第２
の入力端子に接続され、上記アナログスイッチ45のゲー
ト端子はインバータ47を介して上記アナログスイッチ46
のゲート端子に接続されると共に回転数を検出して出力
する回転数判定回路からの信号を供給される。このよう
に構成すれば起動時から所定の回転数に到達するまでの
間はアナログスイッチ45がON状態、アナログスイッチ46
がOFF状態となり、波形整形回路13からの信号を信号処
理回路18へ供給し、所定の回転数以上になると上記アナ
ログスイッチ45はOFF状態、上記アナログスイッチ46はO
N状態となり、分離回路16からの信号を信号処理回路18
に供給する。The output terminal of the analog switch 45 whose input terminal is supplied with the signal from the waveform shaping circuit 13 is connected to the input terminal of the separation circuit 16.
Is connected to the output terminal of the analog switch 46 supplied with the signal from the
The gate terminal of the analog switch 45 is connected to the analog switch 46 via an inverter 47.
And a signal from a rotation speed judging circuit for detecting and outputting the rotation speed. With this configuration, the analog switch 45 is in the ON state from the time of starting until the rotation reaches the predetermined rotation speed, and the analog switch 46 is turned on.
Is turned off, the signal from the waveform shaping circuit 13 is supplied to the signal processing circuit 18, and when the number of rotations exceeds a predetermined value, the analog switch 45 is turned off and the analog switch 46 is turned off.
The state becomes N, and the signal from the separation circuit 16 is
To supply.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、従来のブラ
シレスモータのようにホール素子のような位置検出素子
を複数個配設する必要はなく、配線が簡単になり従って
組立工数も少なくなるのでモータの信頼性が向上すると
共に、小形化に貢献しかつ安価に実現でき、この種の方
式にありがちな起動装置の付与の必要もなく、しかもIC
化が容易に実現でき、FGパターンの精度でモータの駆動
信号を得るため高回転精度が要求される機器にも適用す
ることができ、機器の信頼性・精度を落とさずにモータ
の小形化による機器全体としての小形化が実現できる等
様々な特長を有するものである。Advantageous Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention does not require disposing a plurality of position detecting elements such as Hall elements as in a conventional brushless motor, and simplifies wiring, thus reducing the number of assembly steps. As a result, the reliability of the motor is improved, which contributes to downsizing and can be realized at low cost. There is no need to provide a starting device, which is common in this type of system.
It can be easily realized, and it can be applied to equipment that requires high rotation accuracy to obtain the motor drive signal with the accuracy of the FG pattern, and by reducing the size of the motor without reducing the reliability and accuracy of the equipment It has various features such as realizing downsizing of the whole device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の円板状マグネットを駆動用マグネット
の一周期（360゜el）分について展開した着磁分布パタ
ーン図、第２図は本発明のブラシレスモータ実施例の構
成を示す分解斜視図、第３図は本発明の信号処理の出力
波形図、第４図は本発明の一実施例の回路構成のブロッ
ク図、第５図は信号処理回路の回路図、第６図は分離回
路の回路図、第７図は切替回路の回路図、第８図は従来
例の説明図である。 １……ロータマグネット、1a……駆動用マグネット部、
1b……位置検出用マグネット部、1c……FG用マグネット
部、4,11……磁気検出素子、12……増巾器、13……波形
整形回路、14……FG発生機構、15……分周回路、16……
分離回路、17……切替回路、18……信号処理回路、19…
…駆動回路。FIG. 1 is a magnetization distribution pattern diagram in which a disc-shaped magnet of the present invention is developed for one period (360 ° el) of a driving magnet, and FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a brushless motor embodiment of the present invention. FIG. 3, FIG. 3 is an output waveform diagram of signal processing of the present invention, FIG. 4 is a block diagram of a circuit configuration of one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram of a signal processing circuit, and FIG. 7, FIG. 7 is a circuit diagram of a switching circuit, and FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional example. 1 ... rotor magnet, 1a ... drive magnet part,
1b: Magnet part for position detection, 1c: Magnet part for FG, 4, 11 ... Magnetic detection element, 12 ... Amplifier, 13 ... Waveform shaping circuit, 14 ... FG generation mechanism, 15 ... Divider circuit, 16 ……
Separation circuit, 17 Switching circuit, 18 Signal processing circuit, 19
... Drive circuit.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】多極着磁された駆動用マグネット部と、上
記駆動用マグネット部と同磁極数をもち、駆動用マグネ
ット部のＮ極に対応してＮ−０−N,S極に対応してＳ−
０−Ｓ（０は無着磁又は実効的に磁束を発生しない部
分）の形にほぼ等分に着磁された位置検出用マグネット
部と、上記位置検出用マグネット部に対向して配置さ
れ、位置信号を出力する１個の磁気検出素子と、上記位
置検出素子からの信号を増巾する増巾回路と、その増巾
された位置信号の上記磁極に対応して分離する波形整形
回路と、上記駆動用マグネット部の3n（ｎは自然数）倍
のパルス数を発生するFG発生機構と、上記3n倍のパルス
数を分周して上記駆動用マグネット部の３倍のパルス数
に変換する分周回路と、上記分周回路からの信号を分離
する分離回路と、切替回路と、上記切替回路によって起
動時には上記波形整形回路からの信号を、運転時には上
記分離回路からの信号を合成して３相全波駆動信号を作
る信号処理回路と、この信号処理回路からの信号に基づ
き、３相コイルを駆動する３相全波駆動回路とを備えた
無刷子直流モータ。1. A driving magnet unit magnetized with multiple poles and having the same number of magnetic poles as the driving magnet unit, and corresponding to N-0-N and S poles corresponding to the N pole of the driving magnet unit. And S-
A position detecting magnet portion almost equally magnetized in the form of 0-S (0 is a portion that is not magnetized or generates no magnetic flux), and is disposed opposite to the position detecting magnet portion; One magnetic detection element for outputting a position signal, an amplification circuit for amplifying a signal from the position detection element, a waveform shaping circuit for separating the amplified position signal corresponding to the magnetic pole, An FG generating mechanism for generating a pulse number 3n times (n is a natural number) of the driving magnet section, and a FG generating mechanism for dividing the pulse number 3n times and converting the pulse number to a pulse number 3 times as large as the driving magnet section. A frequency dividing circuit, a separating circuit for separating a signal from the frequency dividing circuit, a switching circuit, and a signal from the waveform shaping circuit at the time of startup by the switching circuit, and a signal from the separating circuit at the time of operation by synthesizing the signal. A signal processing circuit for generating a phase full-wave drive signal; No. based on a signal from the processing circuit, brushless direct current motor and a three-phase full-wave drive circuit for driving a three-phase coil. 【請求項２】多極着磁された駆動用マグネット部と、上
記駆動用マグネット部と同磁極数をもち、駆動用マグネ
ット部のＮ極に対応してＮ−０−N,S極に対応してＳ−
０−Ｓ（０は無着磁又は実効的に磁束を発生しない部
分）の形にほぼ等分に着磁された位置検出用マグネット
部と、上記位置検出用マグネット部に対向して配置さ
れ、位置信号を出力する１個の磁気検出素子と、上記位
置検出素子からの信号を増巾する増巾回路と、その増巾
された位置信号を上記磁極に対応して分離する波形整形
回路と、上記駆動用マグネット部の3n（ｎは自然数）倍
のパルス数を発生するFG発生機構と、上記3n倍のパルス
数を分周して上記駆動用マグネット部の３倍のパルス数
に変換する分周回路と、上記分周回路からの信号を分離
する分離回路と、切替回路と、上記切替回路によって起
動時には上記波形整形回路からの信号を運転時には上記
分離回路からの信号を合成して３相全波駆動信号を作る
信号処理回路と、この信号処理回路からの信号に基づ
き、３相コイルを駆動する３相全波駆動回路と、上記FG
発生機構からの回転信号に応じてモータの回転速度を制
御し得る回転速度制御回路とを備えた無刷子直流モー
タ。2. A driving magnet section magnetized with multiple poles and having the same number of magnetic poles as the driving magnet section, and corresponding to N-0-N and S poles corresponding to the N pole of the driving magnet section. And S-
A position detecting magnet portion almost equally magnetized in the form of 0-S (0 is a portion that is not magnetized or generates no magnetic flux), and is disposed opposite to the position detecting magnet portion; One magnetic detecting element for outputting a position signal, an amplification circuit for amplifying a signal from the position detecting element, a waveform shaping circuit for separating the amplified position signal corresponding to the magnetic pole, An FG generating mechanism for generating a pulse number 3n times (n is a natural number) of the driving magnet section, and a FG generating mechanism for dividing the pulse number 3n times and converting the pulse number to a pulse number 3 times as large as the driving magnet section. A frequency dividing circuit, a separating circuit for separating a signal from the frequency dividing circuit, a switching circuit, and a signal from the waveform shaping circuit at the time of startup by the switching circuit, and a signal from the separating circuit at the time of operation to synthesize a three-phase signal. A signal processing circuit that generates a full-wave drive signal and this signal Based on a signal from the processing circuit, and a three-phase full-wave drive circuit for driving a 3-phase coil, the FG
A brushless DC motor comprising: a rotation speed control circuit capable of controlling the rotation speed of the motor in accordance with a rotation signal from a generating mechanism.