JPH01110085A - モータ制御装置 - 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】

［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばパーソナルコンピュータ、ワードプロ
セッサ用のプリンタ等のオフィスオートメーション（Ｏ
Ａ）機器に用いるようなモータの制御装置に関する。 ［従来の技術］ 例えばブラシレスモータにおいては、通常は通電制御を
行うためのロータの磁極の位置検出に例えばホール素子
を用いており、ロータの速度検出に光学式または磁気式
゛エンコーダを用いている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このようなブラシレスモータにおいては、次の
ような問題点がある。 （１）ステータ磁極とホール素子の位置合わせが必要で
ある。 （２）　ホール素子で通電切換を行うと、ホール素子と
ステータの位置が一義的に決まってしまうので、モータ
の通電方法が固定されてしまう。例えば、所謂１８０°
通電制御を行う場合と９０°通電制御を行う場合では、
ステータの磁極に対してホール素子の位置が電気的に４
５°異なってくるので、１つのモータで２通りの通電制
御を行うにはホール素子の数を２倍にして、それぞれの
通電制御に適した位置に配置しなければならない。 なお、例えば特開昭６２−１９３５４８号、特開昭６２
−１９３５４９号公報にエンコーダ出力を用いて通電制
御を行うステッピングモータが提案されているが、そこ
に開示されているのはエンコーダを所定箇所に設けたモ
ータの構造そのものだけであって、モータの駆動制御回
路、方法等に関しては何ら開示されていない。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、ロータの軸に固定され、ロータの磁極数の整
数倍の被検出部を有するエンコーダと、ステータ側の所
定箇所においてロータの回転に伴うエンコーダの被検出
部の数をカウントするカウント手段と、カウント手段の
カウント値が所定値に一致したときにステータのコイル
への通電切換を行う手段とを具える。 【作　用１ 本発明によれば、ロータの釉に該ロータの磁極数の整数
倍の被検出部を有するエンコーダを固定し、ステータ側
の所定箇所において前記ロータの回転に伴う前記エンコ
ーダの被検出部の数をカウントすることによって、当該
カウント値が所定値に一致したときに前記ステータのコ
イルへの通電切換を行う。 〔実施例］ 第１図は本発明にがかるモータの駆動制御回路を示す図
である。第２図は本発明にがかるモータの第１実施例を
示す斜視図、第３図は同モータの断面図である。以下、
この第２図および第３図を中心に第１実施例を説明して
いく。 ２０１は磁気エンコーダ内蔵のステップ状回転可能なモ
ータである。このモータ２０１は磁性体中空リングを有
する２つのステータ２０２，２０３を上下に重ね合わせ
た構造の固定子２０４を有する。このステータ２０２．
２０３は表面が磁性体からなり、内周部に周方向に交互
にＮ、Ｓの磁極を形成するための磁極片（ステータ２０
３では２０５，２０６で例示、ステータ２０２では２０
７と２０８で例示）を微小間隔をおいて交互に多数形成
し、その内部の中空部に導線２０９を多数ターン巻いた
ボビン２１０をはさみこんでいる。 磁極片（２０５，２０６，２０７，２０１１）は軸方向
において対向位置するように、上下二段にわたって配設
固定されている。磁極片（２０５，２０６，２０７，２
０８）の幅は、マグネットロータ２１１の（周方向）磁
極幅に等しく形成されている。磁極片２０５および２０
７は、ステータ２０２および２０３の下面の磁性体部分
を内周部上方向に延長することで各々形成され、しかも
互いに４分の１ピツチずれて形成されている。また、磁
極片２０６および２０８は、ステータ２０２およの２０
３の上面の磁性体部分を内周部下方向に延長することで
各々形成され、しかも互いに４分の１ピツチずれて形成
されている。２１２，２１３は、それぞれステータ２０
２，２０３の導線に接続されたリード線である。 円筒状のマグネットロータ２１１は、回転軸２１４に固
定され、一体回動するようになっている。このマグネッ
トロータ２１１は、ステータ２０２，２０３に溶接され
たフランジ２１５，２１６にそれぞれ装着された軸受２
１７，２１８に支持され、これによって固定子２０４の
内側中空部の中に回転自在に配置されている。マグネッ
トロータ２１１は、プラスチックマグネット、焼結によ
るマグネットいずれであってもよく、適宜なものを使用
すればよい。このマグネットロータ２１１の外周部には
、上記磁極片（２０５゜２０６．２０７および２０８）
と対向するようにＮおよびＳの磁極が交互に多極にラジ
アル配向着磁されている。 回転軸２１４は、ステータ２０２に溶接されたフランジ
２１６に装着された軸受２１Ｂの下端より突出して配設
され、この回転軸２１４の突出した部分に、その周縁の
全周に微小間隔でＮ、Ｓの磁極を交互に２８８極着磁し
た磁気エンコーダ２１９を装着している。この磁気エン
コーダ２１９の磁極部２２４（周縁部）に対向する箇所
に、Ａ相、Ｂ相の信号が電気的位相で９０１ずれて出力
されるようになっている磁気センサ（ＭＲ素子）２２０
が配設されている。 この磁気センサ（ＭＲ素子）２２０は、固定部材２２２
に装着され、出力信号は、基板２２１上ではんだ付けさ
れたリード線２２３より制御回路（第１図示）に送られ
る。２２５はステータ２０２に固定された金属製カップ
型磁気エンコーダ収納ケースであって、この内面の底部
には、磁気センサ（ＭＲ素子）２２０が固定された固定
部材２２２が装着されている。なお、この収納ケース２
２５によって磁気エンコーダの磁極部２２４や磁気セン
サ（ＭＲ素子）２２０の表面上にゴミやホコリが付着す
るのを防いでいる。 ロータ２１１の磁極数は２４極で、磁気エンコーダ２２
４の磁極数はその整数倍である２８８極である。 したがってロータ極１極当りのエンコーダ出力パルス数
は１２パルスである。 本実施例においては、エンコーダ出力の１パルス当りの
回転角度は１．２５度／パルス（３６０度／２８８パル
ス）であって、ロータ１極の回転角度１５度に対して十
分に小さな値になる。すなわち、全く無調整でもエンコ
ーダ出力パルスとロータ磁極との位置の誤差は最大で±
０．６２５度であり、これはロータ１極に対して約４．
２％の誤差になり、十分に無視できる値である。エンコ
ーダの出力パルス数とロータ磁極数の関係は、許される
誤差の範囲内で設定すればよく、ロータ１回転当りのエ
ンコーダの出力パルス数はロータ磁極数の整数倍であれ
ばよい、一般には±１２．５％の誤差であればよく、そ
の場合はロータ磁極数の４倍のパルス数になる。 なお、ハイブリットステップモータのようにロータの磁
極数が１００もあるような場合に、従来のようなホール
素子や他のエンコーダのようにエンコーダ出力パルス数
とロータ磁極数が１対１に対応する時には双方の位置合
わせに精密な調整が必要になる。しかし、本発明によれ
ば、エンコーダの出力パルス数を４００〜５００にする
ことによって、上記の位置合わせをせずにハイブリット
ステップモータ構造のモータをＤＣブラシレスモータ化
することができる。この程度の出力パルス数は、波長０
．３３４μｍの着磁パターンで、径が２６．６ｍｍの（
第２図、第３図のような構造の）磁気エンコーダと磁気
抵抗素子（ＭＲ素子）によって容易に実現できる。 第１図は、以上のような構成のモータの制御回路を示す
。第１図において、２２０＾、２２０Ｂは第２図、第３
図中２２０で示した磁気抵抗素子（ＭＲ素子）　、１０
３，１０４は差動増幅アンプ、１０５，１０８はコンパ
レータ、１０７はｕｐクロック・ｄｏｗｎクロックを発
生するアップダウンクロック発生器、１０８はアップダ
ウン（ｕｐ−ｄｏｗｎ）カウンタ、１０９はモータ駆動
信号発生器、１１０はモータ駆動回路、１１１は位置検
出カウンタ、１１２は外部制御装置、１１３は速度制御
基準信号発生器、１１４はモータ速度制御装置である０
本図を使って駆動回路の動作説明を行う。 ＭＲ素子２２０＾は第４図Ａに示すように（図ではＭＲ
素子２２０Ａを実線で示し、同２２０Ｂを点線で示す、
第４図Ｂは■素子２２０＾についてのみ示すが、同２２
０Ｂも同様である。）エンコーダ２２４の磁極配列方向
にそって４つの磁気−抵抗素子ｒ１〜「４を配置し、同
素子「ｌ〜ｒ４は第４図Ｂのようにブリッジ型に接続し
ており、外部磁界の変化に応じた出力電圧を発生する。 他のＭＲ素子２２０Ｂを構成する４つの素子は第４図Ａ
に点線で示すようにＭＲ素子２２０Ａの４つの素子「ｌ
〜ｒ４の中間に配置する。本実施例においては、ＭＲ素
子はモータ軸に取り付けられた磁気エンコーダと対向し
て置かれるためモータ回転に伴った磁気エンコーダによ
る磁界変動に応じて、第５図に示すような波形が得られ
る。ＭＲ素子は磁気エンコーダの着磁周期に関して１７
８周期だけ位相ずれをもって２個配置されるため、一方
（２２０＾）が第５図５０１の波形の場合、もう一方（
２２０Ｂ）は第５図５０２に示すような位相が電気的に
９０°ずれた波形が得られる。これらの波形は次に続く
差動増幅アンプ１０３，１０４によって増幅された後、
コンパレータ１０５，１０６によって第５図５０３（５
０１に対応）　、５０４（５０２に対応）に示す方形波
に波形整形され、次にアップダウンクロック発生器１０
７に入力される。このクロック発生器１０７は第６図に
示すように２つのＤ型フリップフロップ８０１，６０２
で構成され、入力信号Ａ、Ｂを入力する２つの入力端子
６０３，６０４とｕｐ、ｄｏｗｎの２つの出力端子６０
５．６０６があり、入力信号Ａ、Ｂ間の位相（詳細後述
）によりｕｐクロックまたはｄＯ胃ｎクロックを発生す
る。 第７図は信号Ａ、Ｂの波形６０３，６０４とｕｐ−ｄｏ
ｗｎ出力波形６０５．６０６の関係を示した図である（
図中２つの矢印はｕｐ力方向たはｄｏｗｎ方向の時間の
流れを示す）、今、第７図においてｕｐ力方向信号Ａ、
　Ｂがクロック発生器１０７に人力された場合は、第７
図７０１，７０２に示す２つの波形がｕｐ−ｄｏｗｎ出
力端子に現われる。すなわち、ｕｐ端子のみに磁気エン
コーダの周期に対応したパルスが出現し、ｄｏ胃ｎ端子
には何も出力されない。逆に、第７図においてｄｏｗｎ
方向から見たパルス信号Ａ、Ｂが入力された場合は、７
０３，７０４に示す波形がｕｐ、ｄｏ胃ｎ端子に出力さ
れる。すなわち、ロータの回転方向により２つのＭＲ素
子から出力される信号の位相関係が（第７図の２つの矢
印のいずれかに）決定されるため、その回転方向に応じ
た出力がアップダウンクロック発生器１０７から出力さ
れるのである。 これらのクロック信号は２つのｕｐ−ｄｏ胃ｎカウンタ
１０８および１１１に入力される。ｕｐ−ｄｏｗｎカウ
ンタ１０８は５ｂｉｔの基数２４のカウンタであり、入
力のｕｐクロック信号１２１　、　ｄｏｗｎクロック信
号１２２によってアップまたはダウンカウントし、十進
でｏ　ｂｔら２３をバイナリ−５ｂｉｔ信号で出力端子
に出力する（各信号をＢｏ、Ｂ＋、Ｂｚ、Ｂ３．Ｂ４と
する）、カウンタ１０８の出力はモータ駆動信号発生器
１０９に入力される。 モータ駆動信号発生器１０９は第８図に示すように、４
つのデジタルコンパレータ８０１．８０２．８０３　。 ８０４、クロック発生器８０５０回転方向切換器８０６
゜スタートストップ制御器８０７から成る。 デジタルコンパレータ８０１〜８０４は予め設定してお
いた値と同じデータが入力された場合にクロック信号を
発生する。したがって、４つの各デジタルコンパレータ
に十進で０から２３までの数値のいずれかをバイナリ−
５ｂｉｔで設定することによって、前記ｕｐ−ｄｏｗｎ
カクンタ１０８が所定の数値を示した時に各々パルス信
号を出力できる。４つのデジタルコンパレータの出力信
号８０８，８０９，８１０，８１１はクロック発生器８
０５に入力される。 クロック発生器８０５は第９．第１Ｏ図に示すように、
２個もしくは４個のＲ−Ｓフリップフロップにて構成さ
れている。今、クロック発生器を第９図のものとし、各
デジタルコンパレータ８０１〜８０４の比較値をａ　＝
　Ｏ（０００００Ｂ’）、　ｂ　−６（ＯＯＩＩＯＢ）
、　ｃ−１２（ＯＩｌｏｏＢ）、　ｄ−１８（１１００
０Ｂ）と設定したとして説明する。 第１３図Ａにおける信号１３０１はｕｐ−ｄｏ胃ｎカウ
ンタ１０８への入力クロック信号波形（ＵＰまたはＤＯ
ＷＮ）を示し、その波形の上の数字はカウンタのカウン
ト値（十進）を示す、上記の設定のカウント値（十進）
　０，６，１２．１８のときにデジタルコンパレータ８
０１．８０２．８０３．８０４より出力されるパルス出
力信号８０８〜８１１は、第９図クロック発生器のそれ
ぞれ対応するａ〜ｄ端子に入力される。このとき、２つ
のトＳフリップフロップ９０１．９０２の４つの出力端
子からの信号８１２，８１３，８１４．１１１５として
、第１３図Ａの１３０２．１３０３，１３０４．１３０
５のようなりロック信号が出力される。すなわち、これ
らの出力は０から２３のカウント値（十進）によって一
意的に決まるのである。 この信号１３０２．１３Ｇ３，１３０４．１３０５は２
相のコイル２０２１．２０３１への通電信号を表わし、
それぞれＡ、Ｂ、Ａ、Ｂで表わす。このＡ、Ｂ、Ａ、Ｂ
信号をモータ駆動回路１１０に与え、コイル２０２１゜
２０３１に通電する。 Ａ相用コイル２０３１は、アップダウンカウンタ１０８
への入力クロックが０．１２の時に、またＢ相用コイル
２０２１はアップダウンカウンタ１０８への入力クロッ
クが８．１８の時に通電方向が切換わる。 １相に注目すると、１２パルス毎に通電方向が切り換わ
るので、言い換えれば、電気角にて１８０゜毎に通電が
切り換わる。 通電切換のタイミングは、ロータの磁極と、ステータ磁
極の位置を基準としたアップダウンカウンタ１０８の出
力値に基づいているが、速度制御は次の通りである。す
なわち、一方の磁気抵抗素子２２０Ｂからの出力信号に
基づいて得られるロータの回転速度信号１２０と速度制
御基準信号発生器１１３からの信号１３３とを比較し、
両者の差を解消するようにロータの速度を制御する。ロ
ータの速度が設定値（速度制御基準信号１３３の示す値
）よりも遅くなったときには、比較回路１１４からの信
号１３４により位相補償回路１１５．電圧制御回路１１
６を介してモータ駆動回路１１０内のコイル２０２１．
２０３１への印加電圧を上げ、ロータの回転を速くシ、
逆に設定値より速くなったときには当該印加電圧を下げ
るようにしてロータの速度を一定に保つ。 ところで、デジタルコンパレータの比較値は外部制御装
置１１２からのコントロール信号１３０によフて任意に
設定できる。 すなわち、本実施例においてエンコーダパルスはロータ
の磁極１相当り１２パルスに細分化されているので通常
の通電タイミングから変化させた通電タイミングをとる
ことが出来る。 第１３図Ｂは通電タイミングを速くした場合で、通常の
通電タイミング（第１３図Ａ）よりも位相を進めた状態
である。 第１３図Ｃは通電タイミングを遅くした場合で、通常の
通電タイミング（第１３図Ａ）よりも位相を遅らせた状
態である。 このように位相を進めたり、遅らせたりすることによっ
て、ロータの加減速度、負荷変動などにより速度が不安
定のときに最適な制御を行うことができる。 例えばコンパレータ８０１の設定値をａｘ２３．同じ＜
８０２をｂ−５，同じ＜８０３をｃｍｌｌ、同じく８０
４をｄ−１７とし、各コンパレータ出力８０８〜８１１
を第９図のクロック発生器に入力すると、第、１３図Ｂ
　１３０７〜１３１０に示すような入力クロツク１パル
ス分だけ位相が進んだ波形の信号がクロック発生器８０
５の出力信号８１２〜８１５として得られる。 同様に、コンパレータ比較値をａｘｌ、ｂＭフ。 ｃｍ１３．ｄ冨１９とすると、第１３図Ｃｌ３１２〜１
３１５に示す１パルス分だけ位相が遅れた波形の出力信
号８１２〜８１５が得られる。すなわち外部信号１３０
によって任意にｕｐ−ｄｏ宵ｎカウンタのカウント値に
対応する位相の４つの出力信号８１２〜８１５がクロッ
ク発生器８０５によって得られる。 クロック発生器８０５の出力信号バタンは同クロック発
生器８０５の内部構成を変えることによって変えられる
０例えば３４１０図に示すクロック発生器を用いると、
当該クロック発生器の入力信号８０８〜ａｌｌに対し、
出力信号８１２〜８１５として第１４図Ａ、Ｂ、Ｃに示
す波形バタンの出力信号が得られる。後述するが、第９
図のクロック発生器で得られる第１３図の波形バタンは
ステップモータを２相励磁で駆動するための信号であり
、第１４図の波形バタンはｌ相励磁で駆動するための信
号である。 次に、クロック発生器の出力信号８１２〜８１５は第１
図に示すように回転方向切換器８０６に入力される１回
転方向切換器８０Ｂは４つのマルチプレクサで構成され
ており、外部制御装置１１２からのモータ回転方向指示
信号１２９により入力信号を振り分けて出力する。また
、例えば外部制御装置１１２からの信号１２１３により
各ＯＲ回路の出力信号１２４〜１２７をすべて８１ｇｈ
”状態にすることによって、モータを停止させることが
できる。 第１図において、１１０は２つのステータ２０２゜２０
３に設けたコイル２０２１．２０３１　　（導線２０９
からなる）に電流を流すためのモータ駆動回路であって
、本例ではバイポーラ式駆動回路である。このモータ駆
動回路１．１０は、モータ駆動信号発生器１０９からの
出力信号１２４〜１２Ｂに基づいてモータを正または逆
回転させる。アップダウンカウンタ１１１は、モータの
回転数制御のために用いるものであって、ここからのカ
ウント情報に基づいて外部制御装置１１２はモータ駆動
信号発生器１Ｇ９を制御し、これによってモータの回転
数が制御される。 なお、磁気センサ（ＭＲ素子）２２０よりの信号をアッ
プダウンカウンタ１０８および１１１でカウントするこ
とによりロータの位置を知ることが出来るが、モータを
駆動する前の電源ＯＮ時（初期設定時）にロータの磁極
とステータの磁極とが対向している位置を初期状態とし
て、アップダウンカウンタ１０８およびＩｌｌの出力を
０に設定する。以後、モータを停止させても回路の電源
をＯＦＦ　Ｌ、ない限りこの設定は有効である。 具体的には、２相のコイル２０２１および２０３１のう
ち、１相を一定の方向に通電する。この際には通電した
側のステータ相の磁極とロータマグネットの磁極が対向
しており、この時点でアップダウンカウンタ１０８およ
び１１１の出力を０となるように外部制御装置１１２か
らのリセット信号１３１および１３２を与える。この操
作によりロータの磁極と、ステータ磁極の対向点を基準
としてロータの位置がｌ／１２に細分化された位置情報
信号を得ることができ、さらにアップダウンカウンタ１
０８および１１１の出力値に基づいてロータの位置を知
ることができ、コイルへの通電切換が可能となる。 また、クロック発生器に第１０図のものを使用すると、
第１４図に示すような通電タイミングが得られる。第１
４図Ａにおいて、１４０１はエンコーダ出力波形、１４
０２．１４０３，１４０４．１４０５は２相のコイル２
０２１．２０３１の通電状態を表わし、それぞれＡ。 Ｂ、Ａ、Ｂの４つを表わす。この場合、Ａ相はアップダ
ウンカウンタ１０８の出力が０．６，１２．１８のとき
に、またＢ相はアップダウンカウンタ１０８出力が０．
８，１２．１８のときに通電および通電方向を切り換え
ている。 この場合電気角にて、９０°毎に通電を切り換えている
。この通電方式は、バイポーラ駆動の１相励磁方式と同
様である。 すでに説明した１８０°毎通電の方式（第１３図）と比
較すると、通電時間が短くなるのでコイルに流れる電流
は局となるが、得られる回転トルクは約ｌ／ｎとなる。 これは通常のモータの２相励磁と１相励磁の比較と同様
であり、駆動条件等により使いわけることができる。９
０°毎通電においても前述した通電のタイミングの位相
の変更は同様に行うことができる（第１４図Ｂ、Ｃ参照
）。 なお、第１２図に示すように、４つのコイル１２０１．
１２０２，１２０３．１２０４を使用し、これらに第１
図示のモータ駆動信号発生器１０９からの４つの駆動信
号１２４，１２５，１２６，１２７を適用することによ
って、第２図、第３図示のモータをユニポーラ駆動する
ことができる。Ｉｌ動信号通電方式は、バイポーラ駆動
と同じもの（第１図）を用いる。これも駆動条件等によ
り、使いわけることができる。 以上説明したように、ロータの磁極数に比べ、１極当り
１／１２に細分化されたエンコーダ信号によりロータの
位置検出を行うことによってロータの速度制御が安定と
なり、最適な制御を行うことができる。しかもエンコー
ダ信号をカウントしているので、通電タイミングの切り
換えを正確に行える。またロータの回転位置を検出でき
、位置制御を行うことができる。 前述した動作説明によれば、ロータ位置をエンコーダ、
　ＭＲ素子の組合せに基づいて監視し、ステータ磁極と
ロータ磁極が一致した時に、励磁バタンを切り換えるた
め、元来のステッピングモータとしての特性がなくなり
、ＤＣモータ特性が実現されているが、駆動回路を変更
することによりステッピングモータとしての動作も可能
である。すなわち、第１５図にその駆動回路を示すが、
これは第１図の回路に励磁バタン発生器１５０１．信号
切換器１５０２を追加したものである。 励磁バタン発生器１５０１は外部制御装置１１２からの
駆動クロック信号１５０７に同期して２相ステツピング
モータの励磁信号１５０３．１５０４，１５０５．１５
０６を出力する。また、外部制御装置１１２からの回転
方向信号１５０８．励磁方式切換信号１５０９によって
バタン進行方向の切換および１相、２相励磁バタンの出
力が可能である。１相励磁バタンは第１４図Ａに示す４
波形と同様であり、２相励磁バタンは第１３図Ａに示す
４波形と同様である。 信号切換器１５０２はモータ駆動信号発生器１０９から
の出力信号１２４，１２５，１２８．ｊ２７と、励磁バ
タン発生器１５０１からの出力信号１５０３，１５０４
，１５０５．１５０８の切換を行う、すなわち、外部制
御装置１１２からの駆動切換信号１５１０によって前者
を選ぶことによりＤＣモータ的動作が実現し、後者を選
ぶことによってステッピングモータ動作が実現できるわ
けである。このことは、前述したモータのカウンタの初
期設定の一例にもなる。すなわち、カウンタの初期設定
は２相モータの１相を励磁して行うが、これはモータ駆
動をステッピングモードにし、１相励磁パタンを選択す
ることにより容易に実現できる。 ［第２実施例］ 第１６図は、本発明の第２実施例を示す断面図である。 同図において、２５０は磁気エンコーダ内蔵のハイブリ
ッドステッピングモータ構造のモータであって、回転軸
２１４と、この回転軸２１４に固定され、磁石を積層し
た磁性体の円周上に１００枚の磁極歯を形成した回転子
２５１と、回転子対向面に磁極歯層を備えた固定子２５
２と、この固定子の外側に配置した多相のコイル２５３
と、回転軸２１４上に設けられた１周当たり５００極に
周縁部を着磁した磁気エンコーダ２５４と、このエンコ
ーダ２５４の周縁部に対向する箇所に設けた前記第１実
施例と同じ磁気センサ２２０と、このセンサ２２０の固
定部材２２２とを有する。 このような構成のモータに第１図のような駆動制御回路
を適用することによって、従来のようなホール素子や他
のエンコーダのように出力パルス数とロータ磁極数が１
対１に対応する時のような、双方の精密な位置合わせは
不用となり、ハイブリッドステリビングモータのＤＣブ
ラシレレス−タ化が簡単に可能となる。 ［他の実施例］ 以上の実施例においては、ＰＭ型ステッピングモータ構
造のモータや、ハイブリッド型ステッピングモータ構造
の千−夕において、ロータマグネットの極数の整数倍の
数の極数のエンコーダをつけたモータについて説明した
が、モータの構成部分は従来のブラシレスモータであっ
ても本発明は適用できる。 第１７図に示すように、回転軸１７０６には円板平面１
７０４上に多極着磁された磁石１７０７を装着した回転
子を固定し、この回転子と対向するステータ１７０５上
にはコイル１７０８を配置し、回転子の周縁部には磁気
エンコーダ１７０２を装着する。ステータ１７０５には
磁気エンコーダ１７０２と対向する位置に磁気センサ（
ＭＲ素子）　１７０１を配置する。　１７０９はステー
タ１７０５上の軸受である。このような構成はいわゆる
偏平型ブラシレス千−夕である。 また、第１８図は、いわゆるアクタ−ローター型ブラシ
レスモータを示す、ステータには軸受１８０９を介して
軸１８０６を支持し、かつ多相のコイル１８０８を巻い
た固定子コア１８１１を設ける。軸１８０６にはヨーク
１８０４を固定し、ヨーク１８０４の内周面には多極着
磁されたマグネット１８０７を装着し、ヨーク１８０４
の外周面には多極（マグネット１８０７より多い）着磁
の磁気エンコーダ１８０２を装着し、ステータの磁気エ
ンコーダ１８０２と対向する箇所には磁気センサ（ＭＲ
素子）　１８０１を配置する。 第１９図、第２０図、第２１図はロータの回転検出に磁
気センサの代りにフォトインタラプタを適用したもので
ある。第１９図は斜視図、第２０図、第２１図は断面図
である。 このモータは、フォトインタラプタ２００４をモータ本
体２００５に取りつけ、スリット円板２００２を本体ロ
ータ軸２００９に取りつけ、さらに、カバー２００３を
備えた構造である。他の構成は第２図、第３図示のもの
と同様である。スリット円板２００２のスリットはロー
タの磁極数より多くする。フォトインタラプタによれば
、１回転当りロータ磁極数よりも多いパルス数の信号を
得ることは容易であり、しかも電気角にて９０°の位相
差をもつ２つの信号を得ることも容易である。 第２０図はフォトインタラプタ２００４とスリット円板
２００２．スリット円板取付具２００１を片方の軸受２
００７のみとりつけたモータ本体２００５を備えた後、
軸受２００６を備えたカバー２００３を本体２００５に
取りつけた構造である。 第２１図は、フォトインタラプタ２００４とスリット円
板２００２．スリット円板取付具２００１をモータ本体
２００５に対して取りつけた後、カバー２００３を取り
つけた構造である。 これらはモータの製造方法によりえらんでよい。 また第２２図は本発明のさらに他の実施例を示す、第２
２図ＢおよびＣに示すように、モータ本体２２０９の構
造は第２図、第３図示のものと同じであり、＠２２０３
の下端部には、円板状の取付具２２０４を介してロータ
の磁極数より多い数に多極着磁されたマグネットからな
るエンコーダ２２０５を装着し、このエンコーダ２２０
５に対向する位置に第２２図Ａに示すような２つの導体
２２０１．２２０２を設けた屈曲自在の材料からなる基
板２２０７を配置する。この基板２２０７はケース２２
０８の内側に取付け、ケース２２０８はモータ本体２２
０９に取付ける。第２２図Ａに示すように、導体２２０
１．２２０２は、連続する矩形状のコイルパターンを構
成し、各々の矩形ａｌ、ａ２．・・・ａｎとｂｌ。 ｂ２．　・・・ｂｎのピッチは属ずれている。 このような構成によれば、２つの導体２２０１゜２２０
２の各々の両端からは電気角で９０”位相差のあるエン
コーダ信号が得られる。信号の発生原理は通常のＦＧと
同様であり、矩形の数は、信号電圧の大きさが所望とな
るように適当に変更し、エンコーダ２２０５の磁極数は
希望の信号パルス数と同じ極数に合わせておけばよい。 以上説明したように、 １、ホール素子のようなロータの位置検出素子を省略で
きるので部品点数が減少する。 ２、組立時に位置検出素子とステータ磁極との位置合せ
が不必要になる。また、エンコーダ磁極とロータ磁極の
位置合わせが不必要になる。 ３、加速、減速、低速回転、負荷状況に応じた最適なコ
イルの通電切換ができるので、モータの性能をフルに引
き出せる。 ４、回転方向を検出することができる。 ５、ＤＣブラシレスそ一夕でありながらステップモータ
のように１８０°通電、９０°通電、言いかえれば２相
通電、１相通電、１−２相通電の通電方法を任意に切換
えて適用できる。 ６、例えばハイブリッドステップモータ構造のモータに
おいて、ロータ磁極数を１００とした時、多極着磁（５
００パルス／周以上）の磁気エンコーダとＭＲ素子セン
サを用いて得られたロータの回転検出信号に基づいて、
回転制御を行うことにより、従来センナの精密な位置合
わせが必要とされていたために事実上不可能とされてい
たハイブリッドステップモータのＤＣブラシレスモータ
化が上記の位置合わせをすることなく実現できる。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、
安定してモータを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明各実施例のモータの制御方式の回路図、 第２図は本発明にがかるモータの第１実施例の斜視図、 第３図は同実施例の断面図、 第４図Ａは同実施例におけるＭＲ素子とエンコーダとの
関係を示す図、 第４図ＢはＭＲ素子の等価回路図、 第５図は同ＭＲ素子の出力信号を示す図、第６図はアッ
プダウンクロック発生器の回路図、 第７図は同発生器の入出力信号を示す図、第８図はモー
タ駆動信号発生器の回路図、第９図は１１１０°クロッ
ク発生器の回路図、第１０図は９０°クロック発生器の
回路図、第１１図はスタート／ストップ制御装置の回路
図、 第１２図はモータのエニポーラ駆動回路図、第１３図お
よび第１４図はアップダウンカウンタ出力と通電切換信
号の関係の各々別の態様を示すタイミングチャート、 第１５図は連続駆動とステップ駆動との切換回路図、 第１６図は本発明にがかるモータの第２実施例の断面図
、 第１７図は本発明にがかるモータの第３実施例の断面図
、 第１８図は本発明にがかるモータの第４実施例の断面図
、 第１９図は本発明にがかるモータの第５実施例の斜視図
、 第２０図および第２１図は同第５実施例の断面図、第２
２図ノは本発明にがかるモータの第６実施例における回
転検出素子の概要を示す図、第２２図メは同第６実施例
のエンコーダ部分の斜視図、 １−１．１−２・−ＭＲ素子、 １−８・・・アップダクンカウンタ、 １１０１．８０２，８０３．１１０４・軸デジタルシコ
ンパレータ、１−１７．１−１８，２１２，２１３・・
・コイル、２１１・・・ロータ、 ２０２．２０３・・・ステータ。 本尤明ＰＭ型斜才も 第２図 ＃艶明ＰＭ型Ｑ面目 第３図 第４図Ａ 第４図Ｂ 第８図 く　　　　　　　　ω 第１１図 第１２図 第１５図 第１６図 第１７図 第１８図 不巳の１：炙出フォトインタラプタ＠オ見言コ第１９図 第２０図 第２１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ロータの軸に固定され、該ロータの磁極数の整数倍の
   被検出部を有するエンコーダと、 ステータ側の所定箇所において前記ロータの回転に伴う
   前記エンコーダの被検出部の数をカウントするカウント
   手段と、 該カウント手段のカウント値が所定値に一致したときに
   前記ステータのコイルへの通電切換を行う手段とを具え
   たことを特徴とするモータ制御装置。