(57)【要約】【課題】ブラシレスモータにブレーキをかけることのできるモータ駆動技術を提供する。【解決手段】判定部３０は、振動モータ１のトルクを指示するパルス変調された制御信号ＣＴＬを受け、制御信号ＣＴＬのデューティ比ＤＲが、所定の上側しきい値ＤＨより高い第１状態Ｈ、所定の下側しきい値ＤＬより低い第２状態Ｌ、上側しきい値ＤＨと下側しきい値ＤＬの間の第３状態のいずれであるかを判定する。制御ロジック部２０は、判定部３０の判定結果にもとづき、Ｈブリッジ回路１０を制御する。制御ロジック部２０は、Ｈブリッジ回路１０に対し、第１状態Ｈのとき振動モータ１の回転を指示し、第２状態Ｌのとき振動モータ１の逆転ブレーキを指示し、第３状態Ｍのとき振動モータ１の空転ブレーキを指示する。【選択図】図１
2010213541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象のブラシレスモータのコイルに接続されるブリッジ出力回路と、
前記ブラシレスモータのトルクを指示するパルス変調された制御信号を受け、前記制御信号のデューティ比が、所定の上側しきい値より高い第１状態、所定の下側しきい値より低い第２状態、前記上側しきい値と下側しきい値の間の第３状態のいずれであるかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果にもとづき、前記ブリッジ出力回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ブリッジ出力回路に対し、前記第１状態のとき前記ブラシレスモータの回転を指示し、前記第２状態のとき前記ブラシレスモータの逆転ブレーキを指示し、前記第３状態のとき前記ブラシレスモータの空転ブレーキを指示することを特徴とするブラシレスモータ駆動回路。
【請求項２】
前記判定部は、
前記制御信号を平滑化するフィルタと、
前記フィルタの出力電圧を、前記上側しきい値に対応する第１しきい値電圧および前記下側しきい値に対応する第２しきい値電圧それぞれと比較する比較部と、
を含み、前記比較部の比較結果にもとづき、前記第１状態から前記第３状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項３】
前記制御部は、停止状態において前記第１状態が所定の第１期間持続すると起動状態に遷移し、当該起動状態において前記ブリッジ出力回路は、所定の起動期間の間、前記ブラシレスモータをフルトルクで回転させることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記起動期間が経過すると通常駆動状態に遷移し、当該通常駆動状態において前記ブリッジ出力回路は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させることを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させる通常駆動状態において、前記第２状態が所定の第２期間持続すると、逆転ブレーキ状態に遷移し、当該逆転ブレーキ状態において前記ブリッジ出力回路は、所定の逆転ブレーキ期間の間、前記ブラシレスモータに逆転ブレーキをかけることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項６】
前記制御部は、前記逆転ブレーキ期間が経過すると停止状態に遷移することを特徴とする請求項５に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項７】
前記制御部は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させる通常駆動状態において、前記第３状態が所定の第３期間持続すると、空転ブレーキ状態に遷移し、当該空転ブレーキ状態において前記ブリッジ出力回路は、前記ブラシレスモータに空転ブレーキをかけることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項８】
駆動対象のブラシレスモータのコイルに接続されるブリッジ出力回路と、
前記ブラシレスモータのトルクを指示する制御信号をフィルタリングするフィルタと、
前記フィルタの出力電圧が、第１から第３の３つの電圧範囲のいずれに属するかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果にもとづき前記ブリッジ出力回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ブリッジ出力回路に対し、前記フィルタの出力電圧が前記第１の電圧範囲に属する第１状態において、前記ブラシレスモータの回転を指示し、前記フィルタの出力電圧が前記第２の電圧範囲に属する第２状態において、前記ブラシレスモータの逆転ブレーキを指示し、前記フィルタの出力電圧が前記第３の電圧範囲に属する第３状態において、前記ブラシレスモータの空転ブレーキを指示することを特徴とするブラシレスモータ駆動回路。
【請求項９】
前記制御部は、停止状態において前記第１状態が所定の第１期間持続すると起動状態に遷移し、当該起動状態において前記ブリッジ出力回路は、所定の起動期間の間、前記ブラシレスモータをフルトルクで回転させることを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項１０】
前記制御部は、前記起動期間が経過すると通常駆動状態に遷移し、当該通常駆動状態において前記ブリッジ出力回路は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させることを特徴とする請求項９に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項１１】
前記制御部は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させる通常駆動状態において、前記第２状態が所定の第２期間持続すると、逆転ブレーキ状態に遷移し、当該逆転ブレーキ状態において前記ブリッジ出力回路は、所定の逆転ブレーキ期間の間、前記ブラシレスモータに逆転ブレーキをかけることを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項１２】
前記制御部は、前記逆転ブレーキ期間が経過すると停止状態に遷移することを特徴とする請求項１１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項１３】
前記制御部は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じたトルクで回転させる通常駆動状態において、前記第３状態が所定の第３期間持続すると、空転ブレーキ状態に遷移し、当該空転ブレーキ状態において前記ブリッジ出力回路は、前記ブラシレスモータに空転ブレーキをかけることを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項１４】
ブラシレスの振動モータと、
前記振動モータのロータの位置情報を示すホール信号を出力するホール素子と、
前記ホール信号に基づき前記振動モータを駆動する請求項１から１３のいずれかに記載のブラシレスモータ駆動回路と、
外部から前記制御信号が入力され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される制御端子と、
外部から電源電圧が印加され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される電源端子と、
外部から接地電圧が印加され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される接地端子と、
を備えることを特徴とするモータユニット。
【請求項１５】
基地局と通信し、前記制御信号を生成する通信部と、
請求項１４に記載のモータユニットと、
を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末やポケットベル（ページャ）などの電子機器には、ユーザに着信を知らせるために、振動モータが搭載される。この振動モータは、回転軸に偏芯したおもりが接続され、ロータを回転させることにより、電子機器を振動させる。こうした振動モータは、負荷として接続されるおもりが偏芯しているため、振動モータ専用の駆動回路が利用される。特許文献１には、関連技術が記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０８／０２６３１９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動モータには、ブラシ付きモータとブラシレスモータが存在するが、ブラシレスモータを駆動する場合には、ホール素子によってモータのロータ位置を検出し、Ｈブリッジ回路でモータのコイルの通電状態を制御する。ブラシレスモータは、ブラシ付きモータに比べて小型、長寿命であるという利点を有する。
【０００５】
しかしながらブラシレスモータとその駆動回路とを一体にしたモータユニットは、電源ラインと接地ラインの２線に接続されて駆動される２線駆動方式である場合が多い。この２線駆動方式では、ブラシレスモータを起動するためには電源ラインからの電源の供給を開始し、停止するためには、電源ラインからの電源の供給をストップする。ここで電源の供給がストップされた後は、モータ内の内部摩擦等によって自然に回転数が減少するが、偏芯したおもりによってロータが重くなっているため慣性が高く、停止するまでに時間がかかるという問題があった。このような問題は、ブラシレスの振動モータだけでなく、他の種類のブラシレスモータにも同様に起こりうる。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的は、ブラシレスモータにブレーキをかけることのできるモータ駆動技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、ブラシレスモータ駆動回路に関する。このブラシレスモータ駆動回路は、駆動対象のブラシレスモータのコイルに接続されるブリッジ出力回路と、ブラシレスモータのトルクを指示するパルス変調された制御信号を受け、制御信号のデューティ比が、所定の上側しきい値より高い第１状態、所定の下側しきい値より低い第２状態、上側しきい値と下側しきい値の間の第３状態のいずれであるかを判定する判定部と、判定部の判定結果にもとづき、ブリッジ出力回路を制御する制御部と、を備える。制御部は、ブリッジ出力回路に対し、第１状態のときブラシレスモータの回転を指示し、第２状態のときブラシレスモータの逆転ブレーキを指示し、第３状態のときブラシレスモータの空転ブレーキを指示する。
【０００８】
この態様によると、制御信号の変調を適切にコントロールすることで逆転ブレーキもしくは空転ブレーキを利用してモータを停止させることができるため、振動モータの回転状態を柔軟に制御することができる。
【０００９】
制御端子に入力される制御信号は、ブラシ付きモータを駆動するために用いられる制御信号であってパルス幅変調されており、第１期間および第２期間は、制御信号のパルス幅変調の周期よりも長くてもよい。この場合、ブラシ付きモータを想定したプラットフォームでも、ブラシレスモータを駆動できる。
【００１０】
本発明の別の態様もまた、ブラシレスモータ駆動回路である。このブラシレスモータ駆動回路は、駆動対象のブラシレスモータのコイルに接続されるブリッジ出力回路と、ブラシレスモータのトルクを指示する制御信号をフィルタリングするフィルタと、フィルタの出力電圧が、第１から第３の３つの電圧範囲のいずれに属するかを判定する判定部と、判定部の判定結果にもとづきブリッジ出力回路を制御する制御部と、を備える。制御部は、ブリッジ出力回路に対し、フィルタの出力電圧が第１の電圧範囲に属する第１状態において、ブラシレスモータの回転を指示し、フィルタの出力電圧が第２の電圧範囲に属する第２状態において、ブラシレスモータの逆転ブレーキを指示し、フィルタの出力電圧が第３の電圧範囲に属する第３状態において、ブラシレスモータの空転ブレーキを指示する。
【００１１】
この態様によると、制御信号がパルス幅変調されている場合、そのデューティ比に応じてモータの回転状態を制御でき、制御信号がアナログの直流電圧である場合、その電圧レベルに応じてモータの回転を制御することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、モータユニットである。このモータユニットは、ブラシレスの振動モータと、振動モータのロータの位置情報を示すホール信号を出力するホール素子と、ホール信号に基づき振動モータを駆動する上述のいずれかの態様のブラシレスモータ駆動回路と、外部から制御信号が入力され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される制御端子と、外部から電源電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される電源端子と、外部から接地電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される接地端子と、を備える。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、基地局と通信し、制御信号を生成する通信部と、上述のモータユニットと、を備える。
【００１４】
本発明の別の態様は、モータユニットである。このモータユニットは、ブラシレスの振動モータと、振動モータのロータの位置情報を示すホール信号を出力するホール素子と、ホール信号に基づき振動モータを駆動する上述のブラシレスモータ駆動回路と、外部から制御信号が入力され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される制御端子と、外部から電源電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される電源端子と、外部から接地電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される接地端子と、を備える。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のある態様によれば、ブラシレスモータにブレーキをかけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係るモータユニットを備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図２】図１のモータユニットの状態遷移図である。
【図３】図１のモータユニットの動作例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において本発明に係る実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１９】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２０】
本発明の実施の形態は、携帯電話端末等の通信機能を備える電子機器に搭載されるブラシレスの振動モータの駆動回路に関する。こうした電子機器には、基地局と通信する通信部が搭載され、たとえば基地局から着信を検知すると振動モータの回転させて、ユーザに着信を報知する。
【００２１】
図１は、実施の形態に係るモータユニット２を備える電子機器６の構成を示す回路図である。電子機器６は、モータユニット２、通信部４、アンテナ５を備える。通信部４は、アンテナ５と接続され、基地局と通信する。通信部４は、着信時に振動モータ１を回転させ、停止するための制御信号ＣＴＬを生成して、モータユニット２へと出力する。
【００２２】
モータユニット２は、３端子デバイスであり、具体的には、電源電圧ＶＤＤを受ける電源端子Ｐ３、接地電圧ＶＧＮＤを受ける接地端子Ｐ４、制御信号ＣＴＬを受ける制御端子Ｐ５を備える。
モータユニット２は、振動モータ１と、モータ駆動回路１００とを備え、ひとつのパッケージを構成する。
【００２３】
振動モータ１は、ロータ軸に偏芯したおもりが付けられたブラシレスモータであり、コイルの両端子Ｐ１、Ｐ２に、外部から駆動電圧ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を印加可能に形成される。
【００２４】
モータ駆動回路１００は、制御信号ＣＴＬにもとづいて、振動モータ１の回転を制御する。以下、モータ駆動回路１００の構成を説明する。
【００２５】
モータ駆動回路１００は、Ｈブリッジ回路１０、制御ロジック部２０、判定部３０、ホール信号処理部４０、第１バッファＢＵＦ１を備え、ひとつの半導体基板上に集積化された機能ＩＣである。
【００２６】
ホール信号処理部４０は、振動モータ１のロータの位置（極性）を示すホール信号Ｈ＋、Ｈ−を処理するために設けられる。ホール信号処理部４０は、ホール素子３、オフセットキャンセル回路４２、アンプ４４、サンプルホールド回路４６、コンパレータ４８を含む。本実施の形態において、ホール素子３は、モータ駆動回路１００に集積化されている。ホール素子３をＩＣに内蔵する場合、ディスクリート素子を用いる場合に比べて、ホール信号の振幅が小さく、またオフセットが大きくなる。
【００２７】
ホール素子３は、４つの端子を有し、それらはオフセットキャンセル回路４２と接続される。オフセットキャンセル回路４２は、ホール素子３のオフセットをキャンセルし、振動モータ１のロータの位置を示す互いに逆相のホール信号Ｈ＋、Ｈ−を生成する。このホール信号Ｈ＋、Ｈ−はモータの回転数に応じた周波数を有する。オフセットキャンセル回路４２から出力されるホール信号は微弱であるため、アンプ４４によって増幅され、サンプルホールド回路４６によりサンプルホールドされる。コンパレータ４８はサンプルホールドされたホール信号Ｈ＋、Ｈ−を比較して矩形波状のいわゆるＦＧ（Frequency Generation）信号Ｓ＿ＦＧに変換し、制御ロジック部２０へと出力する。
【００２８】
なお、ホール素子３からオフセットキャンセル回路４２、アンプ４４、サンプルホールド回路４６を経てコンパレータ４８に至るブロックの構成は公知技術を用いればよく、本発明において特に限定されない。また、ホール素子３をディスクリート素子で構成する場合、アンプ４４、サンプルホールド回路４６は省略してもよい。
【００２９】
Ｈブリッジ回路１０は、駆動対象となる振動モータ１の端子Ｐ１、Ｐ２に接続される複数のスイッチを含む。具体的にＨブリッジ回路１０は、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ローサイドトランジスタＭＬ２を含む。このＨブリッジ回路１０は、振動モータ１を駆動するためのブリッジ出力回路に相当する。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１は、電源端子Ｐ３と接地端子Ｐ４間に直列に接続される。同様に、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２も、電源端子Ｐ３と接地端子Ｐ４間に直列に接続される。本実施の形態において、ハイサイドトランジスタＭＨ１、ＭＨ２は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、ローサイドトランジスタＭＬ１、ＭＬ２は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。これらのトランジスタは、すべてＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであってもよいし、あるいは、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００３０】
第１ハイサイドトランジスタＭＨ１と第１ローサイドトランジスタＭＬ１の接続点の第１駆動電圧ＯＵＴ１は、振動モータ１の第１端子Ｐ１に印加される。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１のオンオフ状態は、各トランジスタのゲートに印加される第１ハイサイド駆動信号ＳＨ１、第１ローサイド駆動信号ＳＬ１によって制御される。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンのとき、第１駆動電圧ＯＵＴ１は電源電圧ＶＤＤとなり、第１ローサイドトランジスタＭＬ１がオンのとき、第１駆動電圧ＯＵＴ１は接地電位（ＶＧＮＤ）となる。２つのトランジスタＭＨ１、ＭＬ１が両方オフのとき、振動モータ１の第１端子Ｐ１はハイインピーダンス状態となる。
【００３１】
同様に、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２と第２ローサイドトランジスタＭＬ２の接続点の第２駆動電圧ＯＵＴ２は、振動モータ１の第２端子Ｐ２と接続される。第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２のオンオフ状態は、各トランジスタのゲートに印加される第２ハイサイド駆動信号ＳＨ２、第２ローサイド駆動信号ＳＬ２によって制御される。
【００３２】
本実施の形態では、ハイサイドトランジスタＭＨ１およびローサイドトランジスタＭＬ２を一対、ハイサイドトランジスタＭＨ２およびローサイドトランジスタＭＬ１を他の一対とし、それらの対を交互にオンオフすることによって振動モータ１を駆動する。その際、パルス信号Ｓｐｗｍにもとづいてオン期間の長さを調節する。
【００３３】
第１バッファＢＵＦ１は、制御端子Ｐ５に入力される制御信号ＣＴＬを受け、制御ロジック部２０および判定部３０へと出力する。
【００３４】
判定部３０は、振動モータ１のトルクを指示するパルス変調された制御信号ＣＴＬを受け、制御信号ＣＴＬのデューティ比Ｄｃｔｌが、所定の上側しきい値ＤＨより高い第１状態（Ｄｃｔｌ＞ＤＨ）、所定の下側しきい値ＤＬより低い第２状態（Ｄｃｔｌ＜ＤＬ）、上側しきい値と下側しきい値の間の第３状態（ＤＬ＜Ｄｃｔｌ＜ＤＨ）のいずれであるかを判定する。たとえば、上側しきい値は６０％、下側しきい値は３０％程度に設定される。
【００３５】
判定部３０は、第１状態Ｈ、第２状態Ｌ、第３状態Ｍのいずれかを示す判定信号Ｓｊｄｇを出力する。判定信号Ｓｊｄｇは、たとえば第１状態Ｈのとき[０１]、第２状態Ｌのとき［１０］、第３状態のとき[１１]となる２ビットのデータであってもよい。
【００３６】
判定部３０は、フィルタ３２および比較器３４を含む。フィルタ３２は、パルス幅変調された制御信号ＣＴＬを平滑化する。フィルタ３２は、第２バッファＢＵＦ２およびキャパシタＣ１を含む。キャパシタＣ１の容量を調節することにより、フィルタの時定数を調節できる。比較器３４は、フィルタ３２の出力電圧Ｖｆを、上側しきい値ＤＨに対応する第１しきい値電圧Ｖｔｈ１および下側しきい値ＤＬに対応する第２しきい値電圧Ｖｔｈ２それぞれと比較する。比較器３４は２つのコンパレータを含んでもよい。
つまり判定部３０は、フィルタの出力電圧Ｖｆが、３つの電圧範囲（Ｖｆ＞Ｖｔｈ１）、（Ｖｔｈ１＞Ｖｆ＞Ｖｔｈ２）、（Ｖｔｈ２＞Ｖｆ）のいずれに属するかを判定する。
【００３７】
制御ロジック部２０は、判定信号Ｓｊｄｇを参照し、判定部３０の判定結果にもとづき、Ｈブリッジ回路１０を制御する。
【００３８】
制御ロジック部２０は、ブリッジ出力回路１０に対し、第１状態Ｈのとき振動モータ１の回転を指示する。また第２状態Ｌのとき振動モータ１の逆転ブレーキを指示し、第３状態Ｍのとき空転ブレーキを指示する。
【００３９】
逆転ブレーキ（反転ブレーキ）は、振動モータ１に逆回転のトルクを与えることにより実行される。たとえば、振動モータ１のコイルに、第１端子Ｐ１から第２端子Ｐ２に向かって電流が流れている期間は、それとは反対の向きに電流が流れるように、Ｈブリッジ回路１０のトランジスタが制御される。
【００４０】
空転ブレーキをかけるとき、Ｈブリッジ回路１０のすべてのトランジスタがオフされる。つまり振動モータ１の第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２がハイインピーダンス状態となる。振動モータ１のコイル電流は、Ｈブリッジ回路１０のトランジスタのボディダイオードを流れる。
空転ブレーキをかけるとき、ローサイドトランジスタＭＬ１、ＭＬ２を両方オンしてもよい。つまり振動モータ１の第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２に接地電圧ＶＧＮＤを印加してもよい。この場合、振動モータ１のコイル電流は、トランジスタＭＬ１、ＭＬ２のチャンネルを流れる。
【００４１】
制御ロジック部２０は、制御信号ＣＴＬおよび判定信号Ｓｊｄｇにもとづき、Ｈブリッジ回路１０のトランジスタを制御するための駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成する。
【００４２】
モータユニット２は、以下の状態を遷移する。
【００４３】
停止状態φ１
振動モータ１が停止している状態。
【００４４】
起動状態φ２
所定の起動期間ＴＦＵＬＬの間、振動モータ１をフルトルク（１００％のデューティ比）で回転させる。
【００４５】
通常駆動状態φ３
振動モータ１を制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じたトルクで回転させる。
【００４６】
逆転ブレーキ状態φ４
振動モータ１に逆転ブレーキをかける。
【００４７】
空転ブレーキ状態φ５
振動モータ１に空転ブレーキをかける。
【００４８】
図２は、図１のモータユニット２の状態遷移図である。
停止状態φ１において、第１状態Ｈが所定の第１期間ＴＲＩＳＥより長く持続すると、起動状態φ２に遷移する（Ｓ１）。
【００４９】
起動状態φ２の起動時間ＴＦＵＬＬが経過すると、通常駆動状態φ３に遷移する（Ｓ２）。
【００５０】
通常駆動状態φ３において、第２状態Ｌが所定の第２期間ＴＦＡＬＬより長く持続すると、逆転ブレーキ状態φ４に遷移する（Ｓ３）。
【００５１】
逆転ブレーキ状態φ４において、逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫが経過すると、停止状態φ１に遷移する（Ｓ４）。逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫはモータの回転数がある値まで低下するまでの期間、もしくは予め定められた一定時間である。
【００５２】
通常駆動状態φ３もしくは逆転ブレーキ状態φ４において、第３状態Ｍが所定の第３期間ＴＭＩＤより長く持続すると、空転ブレーキ状態φ５に遷移する（Ｓ５）。
【００５３】
空転ブレーキ状態φ５において、第１状態Ｈが所定の第１期間ＴＲＩＳＥより長く持続すると、起動状態φ２に遷移する（Ｓ６）。
【００５４】
上述のように、判定信号Ｓｊｄｇは、制御信号ＣＴＬを平滑化した電圧を、しきい値電圧と比較することで生成される。したがって判定信号Ｓｊｄｇの値は、制御信号ＣＴＬのデューティ比Ｄｃｔｌが変化してから、フィルタ３２の時定数だけ遅れて変化することになる。
【００５５】
図１のモータユニット２は、このフィルタ３２の時定数を、上述の第１期間ＴＲＩＳＥ、第２期間ＴＦＡＬＬとして利用する。たとえば初期状態として、制御信号ＣＴＬがローレベルに固定されているとする（Ｄｃｔｌ＝０％）。この状態から、制御信号ＣＴＬのデューティ比Ｄｃｔｌが、上側しきい値ＤＨより高い状態に遷移した場合、フィルタ電圧Ｖｆは緩やかに上昇し、フィルタ３２の時定数に応じた時間ＴＲＩＳＥの経過後に、判定信号ＳｊｄｇがＬからＨに遷移する。つまり、Ｄｃｔｌ＞ＤＨの状態が第１期間ＴＲＩＳＥより長く継続すると、判定信号ＳｊｄｇがＨに遷移する。
【００５６】
第１期間ＴＲＩＳＥおよび第２期間ＴＦＡＬＬ、言い換えればフィルタ３２の時定数は、パルス幅変調される制御信号ＣＴＬの周期よりも長く設定される。
【００５７】
つまり、制御ロジック部２０は、タイマなどの経時手段を用いずとも、判定信号Ｓｊｄｇの値が遷移したことを契機として、図２の状態遷移を実行することができる。
【００５８】
以上がモータユニット２の構成である。続いてその動作を説明する。図３は、図１のモータユニット２の動作例を示すタイムチャートである。
【００５９】
時刻ｔ０より前、電源電圧ＶＤＤが供給されており、モータ駆動回路１００は停止状態φ１となっている。時刻ｔ０に、制御信号ＣＴＬがハイレベルとなり、振動モータ１の回転開始が指示される。制御信号ＣＴＬがハイレベルを持続すると、判定部３０のフィルタ電圧Ｖｆが時間とともに上昇し、第１期間ＴＲＩＳＥが経過した時刻ｔ１に、フィルタ電圧Ｖｆがしきい値電圧Ｖｔｈ１より高くなり、判定信号Ｓｊｄｇが第１状態Ｈとなる。判定信号Ｓｊｄｇが第１状態Ｈとなると、制御ロジック部２０は起動状態φ２に遷移する。起動状態φ２の間、振動モータ１はフルトルク（１００％デューティ）で駆動され、その回転数が急激に上昇する。
【００６０】
起動状態φ２中の時刻ｔ２に、制御信号ＣＴＬのデューティ比が、ある所定のデューティ比（たとえば８０％）に設定される。起動状態φ２の間は、制御信号ＣＴＬのデューティ比は無視され、振動モータ１はフルトルク（１００％デューティ比）で駆動される。
【００６１】
起動状態φ２に遷移した後、起動期間ＴＦＵＬＬが経過した時刻ｔ３に、通常駆動状態φ３に遷移する。通常駆動状態φ３に遷移すると、振動モータ１は制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じたトルク（デューティ比）で駆動される。制御信号ＣＴＬのデューティ比と、振動モータ１に印加される駆動信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２のデューティ比は必ずしも一致しなくてもよい。その結果、振動モータ１の回転数は、制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた値に安定化される。
【００６２】
時刻ｔ４に、制御信号ＣＴＬがローレベルとなり（デューティ比０％）、振動モータ１の停止が指示される。時刻ｔ４から第２期間ＴＦＡＬＬ経過後の時刻ｔ５に、判定信号Ｓｊｄｇが第２状態Ｌとなると、逆転ブレーキ状態φ４に遷移する。逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫの間、振動モータ１に回転方向と逆向きのトルクが与えられ、振動モータ１の回転数が急速に減少し、振動モータ１が停止する。
【００６３】
逆転ブレーキ状態φ４中の時刻ｔ６に、制御信号ＣＴＬのデューティ比がある値（たとえば５０％）に変化するが、逆転ブレーキ状態φ４では制御信号ＣＴＬのデューティ比は振動モータ１の駆動に影響を与えない。ただし、判定信号Ｓｊｄｇは、制御信号ＣＴＬのデューティ比５０％に応じた第３状態Ｍに遷移する。時刻ｔ７に逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫが終了すると、空転ブレーキ状態φ５に遷移し、待機状態となる。
【００６４】
その後、時刻ｔ８に制御信号ＣＴＬがローレベル（デューティ比０％）となると、停止状態φ１となる。
【００６５】
以上がモータユニット２の動作である。
【００６６】
実施の形態に係るモータユニット２は、以下の利点を有する。
１．  制御信号ＣＴＬは、従来のブラシ付き振動モータのプラットフォームの信号をそのまま流用することができるため、電子機器６の設計者は、従来のブラシ付き振動モータユニットを、実施の形態に係るモータユニット２に置換することにより、簡易にブラシレス振動モータを利用できる。
【００６７】
２．  ブラシ付き振動モータは、振動モータ１の両端に同相の信号が印加されても回転しない。したがって従来のブラシ付き振動モータのプラットフォームでは、モータの停止時において、制御信号ＣＴＬのデューティ比やレベルが非ゼロに変動することが許容されていた。
一方、ブラシレスモータはその両端に同相の信号が印加された場合でも、回転してしまうため、デューティ比やレベルが非ゼロである制御信号ＣＴＬによる誤動作が問題となる。実施の形態に係るモータユニット２は、停止状態において、第１期間ＴＲＩＳＥより短い期間、制御信号ＣＴＬがハイレベルとなっても、振動モータ１は回転しないため、ブラシ付き振動モータのプラットフォームに搭載しても、誤動作しない。
【００６８】
３．  さらに実施の形態に係るモータユニット２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比が第２状態（Ｌレベル）となると、逆転ブレーキをかけるため、短期間で回転を停止させることができる。
【００６９】
４．  さらに実施の形態に係るモータユニット２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比が第３状態（中間レベルＭ）となると、空転ブレーキをかけることができる。空転ブレーキをかける状態は、たとえば待機状態として利用することができる。
【００７０】
５．  実施の形態に係るモータユニット２は、従来の２線式、すなわち電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＶＧＮＤのみが与えられて動作するブラシレスモータ用のプラットフォームにも搭載できる。この場合、図１の制御端子Ｐ５を電源端子Ｐ３とショートすればよい。この場合、電源電圧ＶＤＤが供給されると、起動状態φ２に遷移し、続いて通常駆動状態φ３に遷移する。制御信号ＣＴＬが電源電圧ＶＤＤである場合、そのデューティ比は１００％であるから、通常駆動状態φ３では、フルトルクで振動モータ１が駆動される。電源電圧ＶＤＤの供給が停止されると、逆転ブレーキ状態φ４に遷移し、短時間で振動モータ１
回転が停止する。
【００７１】
６．  上述の説明は、制御信号ＣＴＬがパルス幅変調されている場合を説明したが、モータユニット２は、制御信号ＣＴＬとして、モータのトルク（回転数）に応じた電圧レベルを有する直流的な電圧を受けることもできる。この場合、制御信号ＣＴＬの電圧レベルを変化させることにより、振動モータ１の回転を制御できる。この場合、制御ロジック部２０は、直流的な制御信号ＣＴＬを受け、その電圧レベルに応じたデューティ比を有するパルス信号を生成する変調器を含んでもよい。制御ロジック部２０はパルス信号に応じてＨブリッジ回路１０をスイッチングさせてもよい。
【００７２】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７３】
実施の形態では、ブレーキ期間ＴＢＲＫにおいて１００％のデューティ比で回転とは逆向きのトルクをかける場合について説明したが、これに限られない。たとえば制御ロジック部２０はブレーキをかける際、ロータの回転数を監視し、その減少の速さが所望の速さになるようデューティ比を調節してもよい。この場合、駆動するブラシレス振動モータの特性、たとえば内部摩擦、によらないブレーキ特性を得ることができる。
【００７４】
実施の形態では、第１期間ＴＲＩＳＥ、第２期間ＴＦＡＬＬを、フィルタ３２の時定数を利用して計測する構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえばデジタル式、あるいはアナログ式のタイマ回路を設け、それによって第１期間ＴＲＩＳＥ、第２期間ＴＦＡＬＬを測定してもよい。
【００７５】
実施の形態においては、振動モータ１を駆動する場合について説明したが、本発明は超小型のファンモータやゲーム機等のリモコンに搭載される小型モータの駆動にも適用することができる。
【００７６】
実施の形態で説明した回路において、信号のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。また、これに応じて、ＡＮＤゲートやＯＲゲートを置換することは、当業者が容易に想到することができるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…振動モータ、２…モータユニット、３…ホール素子、４…通信部、５…アンテナ、６…電子機器、１０…Ｈブリッジ回路、２０…制御ロジック部、３０…判定部、３２…フィルタ、３４…比較器、４０…ホール信号処理部、４２…オフセットキャンセル回路、４４…アンプ、４６…サンプルホールド回路、４８…コンパレータ、１００…モータ駆動回路、Ｐ３…電源端子、Ｐ４…接地端子、Ｐ５…制御端子、ＢＵＦ１…第１バッファ、ＢＵＦ２…第２バッファ、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子。
【図１】
2010213541.tif 000003
【図２】
2010213541.tif 000004
【図３】
2010213541.tif 000005