【手続補正書】
【提出日】平成17年7月25日(2005.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させる少なくとも２つのモータ巻線からなる第１モータ巻線と、
前記ロータの位置を検出するための少なくとも１つモータ巻線からなる第２モータ巻線と、
前記第１モータ巻線に電流を流して前記ロータを回転させるロータ回転手段と、
前記第２モータ巻線に誘導される電圧を取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段で取得された電圧から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、
前記磁極位置取得手段で取得された前記磁極位置に従って、前記第１モータ巻線による磁界の方向が変化するように前記電流を切り替える電流切替手段と、
を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御回路。
【請求項２】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させる複数のモータ巻線と、
前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる少なくとも２つのモータ巻線に電流を流してロータを回転させるロータ回転手段と、
前記電圧降下の位相と大きさが等しい２つのモータ巻線に作用している電圧の差を取得する電圧差取得手段と、
前記電圧差取得手段にて取得した電圧の差から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、
前記磁極位置取得手段にて取得した前記磁極位置に従って前記電流を切り替える巻線電流切り替え手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御回路。
【請求項３】
前記電圧取得手段又は前記電圧差取得手段にて取得した電圧又は電圧差を積分するための積分器と直流遮断フィルタを更に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のブラシレスモータの制御回路。
【請求項４】
前記ロータの回転数が所定の値以下の場合に、
前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に従って前記複数のモータ巻線の電流を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかの一に記載のブラシレスモータの制御回路。
【請求項５】
前記ロータの回転数が所定の値を超えた場合に、ＰＬＬ回路を利用してモータ駆動パルスを生成するモータドライブ方式に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかの一に記載のブラシレスモータの制御回路。
【請求項６】
前記ロータの磁極位置を検出するセンサと、
前記センサによって検出された磁極位置からロータ回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数以上か否かを判断する回転数判断手段と、を更に備え、
前記回転数が所定回転数以上の場合は、前記センサにより検出された磁極位置にしたがって前記複数のモータ巻線の電流を切り替え、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が所定の回転数未満の場合は、前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に従って前記複数のモータ巻線の電流を切り替えることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れかの一に記載のブラシレスモータの制御回路。
【請求項７】
前記ロータを支持する磁気軸受を更に備え、
前記磁気軸受の変位信号をサンプリングする際に、前記モータ巻線の電流を切るか又は電流の切り替えを行わないことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れかの一に記載のブラシレスモータの制御回路。
【請求項８】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させるための複数のモータ巻線と、
前記複数のモータ巻線に電流を供給する電流供給手段と、
前記磁極による何れか少なくとも１つの前記モータ巻線の鎖交磁束を取得する磁束取得手段と、
前記磁束取得手段にて取得された鎖交磁束の変化から前記磁極の位置を取得する磁極位置取得手段と、を備え、
前記電流供給手段は、前記磁極位置取得手段にて取得された磁極の位置に基づいて、前記モータ巻線の電流を切り替えることを特徴とするセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項９】
前記磁束取得手段は、
所定の２つの前記モータ巻線の線間電圧を取得する第１の取得手段と、
所定の２つの前記モータ巻線の抵抗と前記電流供給手段を構成する電源装置と前記モータ巻線を接続するケーブルの抵抗との合成抵抗による電圧降下を取得する第２の取得手段と、
所定の２つの前記モータ巻線の電流の差に、所定の２つの前記モータ巻線のインダクタンスの値を乗算した値を取得する第３の取得手段と、
前記第１の取得手段にて取得した値から、前記第２の取得手段にて取得した値を減算した後、積分する積分値取得手段と、
前記積分値取得手段にて取得した値から前記第３の取得手段にて取得した値を減算する減算手段と、を備えたことを特徴とする請求項８記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１０】
前記合成抵抗の値は、
所定の２つの前記モータ巻線に直流電流を供給する直流電流供給手段と、
前記線間電圧値を前記直流電流の電流値で除することにより前記合成抵抗の値を演算する第１の演算手段とを備えた合成抵抗値取得手段にて取得されることを特徴とする請求項９記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１１】
前記インダクタンスは、
所定の２つの前記モータ巻線に高周波電流を供給する高周波電流供給手段と、
前記高周波電流を供給した際の前記２つのモータ巻線の線間電圧値を取得する線間電圧値取得手段と、
前記線間電圧値を前記高周波電流の電流値と、前記高周波電流の周波数及び所定の定数で除した値を取得する第２の演算手段と、を備えたインダクタンス取得手段にて取得されることを特徴とする請求項９記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１２】
前記インダクタンスは、
オープンループで前記モータ巻線の電流を切り替えて前記ロータを回転させるロータ回転手段と、
前記モータ巻線の電流を切り替える前及び後で前記第１の積分値取得手段にて取得された積分値をサンプリングするサンプリング手段と、
所定の２つの前記モータ巻線に供給する電流値のピーク値を取得する電流ピーク値取得手段と、
前記サンプリング手段にて取得した前記電流切り替え前後での前記第１の積分値の差の絶対値を前記電流ピーク値取得手段にて取得した電流ピーク値で除する第３の演算手段と、を備えたインダクタンス取得手段にて取得されることを特徴とする請求項９記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１３】
前記抵抗値の仮定値と前記インダクタンスの仮定値を用いて所定の２つの前記モータ巻線の鎖交磁束を取得する仮定磁束取得手段と、
前記ロータ回転手段にて前記ロータを所定の角速度で回転させた際の所定の２つの前記モータ巻線の線間電圧値と、
前記モータ巻線の電流の供給を止めて前記ロータを前記所定の角速度でフリーランさせたときの所定の２つの前記モータ巻線の線間電圧と、
前記電流の供給を止めたときの前記仮定磁束取得手段にて得られた信号と、
前記電流の供給を再開したときの前記仮定磁束取得手段にて得られた信号の位相差と、から前記抵抗値の仮定値と前記インダクタンスの仮定値を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項８又は請求項９記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１４】
磁極を備えたロータを回転させるための複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる所定の２相間の電圧差を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、
前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から、出力可能な駆動電圧ベクトルのうちの一部の駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第１の駆動タイミング取得手段と、
前記第１の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記一部の駆動電圧ベクトルを出力する第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、
前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から得たタイミングを逓倍することにより前記出力可能な駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第２の駆動タイミング取得手段と、
前記第２の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記出力可能な駆動電圧ベクトルを出力する第２の駆動電圧ベクトル出力手段と、
前記第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第２の駆動電圧ベクトル出力手段とを選択する選択手段と、
を具備したことを特徴とするセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１５】
磁極を備えたロータを回転させるための複数のモータ巻線に電流を供給する電流供給手段と、
前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる所定の２つのモータ巻線の線間電圧を取得する線間電圧取得手段と、
前記線間電圧取得手段にて取得した線間電圧から、前記所定の２つの前記モータ巻線の抵抗と前記電流供給手段を構成する電源装置と前記モータ巻線を接続する接続ケーブルの抵抗との合成抵抗による電圧の変化を補正する抵抗分補正手段と、
前記抵抗分補正手段にて補正された前記線間電圧を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、
前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号のうち、前記所定の２つのモータ巻線のリアクタンスによる変化分を補正するリアクタンス分補正手段と、
前記リアクタンス分補正手段にて補正された磁束信号から前記磁極の位置を取得する磁極位置取得手段と、
前記抵抗分補正手段と、前記リアクタンス分補正手段とのうち、少なくともリアクタンス分補正手段を無効にし、補正を行わないようにする補正無効手段と、を具備し、
前記ロータの回転数が所定の回転以下の場合は、
前記補正無効手段にて、少なくとも前記リアクタンス分補正手段を無効とし、前記電流供給手段は、前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に基づいて前記所定の２つのモータ巻線に流す電流を切替える第１のモードにて前記２つのモータ巻線に電流を供給し、
前記ロータの回転数が所定の回転より大きい場合は、前記補正無効手段を用いずに、前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に基づいて、前記モータ巻線の電流を切替える第２のモードにてモータ巻線に電流を供給することを特徴とするセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１６】
前記電流供給手段は、前記第１のモードから前記第２のモードへモードを切替える場合に、所定の時間、前記複数のモータ巻線に所定の順序に従って微小電流を流すことを特徴とする請求項１５に記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１７】
第１の遮断周波数と前記第１の遮断周波数より大きい周波数の第２の遮断周波数を切替え可能であって、前記磁束信号に重畳される直流成分を取り除く直流遮断手段と、
前記直流遮断手段の前記第１の遮断周波数と、前記第２の遮断周波数とを切替える切替え手段と、
を更に具備したことを特徴とする請求項１５、又は請求項１６に記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１８】
前記切替え手段は、前記ロータが始動してから所定時間の間、前記直流遮断手段の遮断周波数を前記第１の遮断周波数とし、所定の時間が経過すると前記第２の遮断周波数に切替えることを特徴とする請求項１７に記載のセンサレスブラシレスモータの制御回路。
【請求項１９】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させる少なくとも２つのモータ巻線からなる第１モータ巻線と、
前記ロータの位置を検出するための少なくとも１つモータ巻線からなる第２モータ巻線と、からなるモータ部と、
前記第１モータ巻線に電流を流して前記ロータを回転させるロータ回転手段と、
前記第２モータ巻線に誘導される電圧を取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段で取得された電圧から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、
前記磁極位置取得手段で取得された前記磁極位置に従って、前記第１モータ巻線による磁界の方向が変化するように前記電流を切り替える電流切替手段と、からなる制御部とから構成されたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
【請求項２０】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させる複数のモータ巻線と、からなるモータ部と、
前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる少なくとも２つのモータ巻線に電流を流してロータを回転させるロータ回転手段と、
前記電圧降下の位相と大きさが等しい２つのモータ巻線に作用している電圧の差を取得する電圧差取得手段と、
前記電圧差取得手段にて取得した電圧の差から前記磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、
前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に従って前記電流を切り替える巻線電流切り替え手段と、からなる制御部とから構成されたことを特徴とするブラシレスモータ装置。
【請求項２１】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させるための複数のモータ巻線と、からなるモータ部と、
前記複数のモータ巻線に電流を供給する電流供給手段と、
前記磁極による何れか少なくとも１つの前記モータ巻線の鎖交磁束を取得する磁束取得手段と、
前記磁束取得手段にて取得された鎖交磁束の変化から前記磁極の位置を取得する磁極位置取得手段と、からなる制御部を備え、
前記電流供給手段は、前記磁極位置取得手段にて取得された磁極の位置に基づいて、前記モータ巻線の電流を切り替えることを特徴とするセンサレスブラシレスモータ装置。
【請求項２２】
磁極を備えたロータと、
前記ロータを回転させるための複数のモータ巻線と、
前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなるような所定の２相間の電圧差を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、
前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から、出力可能な駆動電圧ベクトルのうちの一部の駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第１の駆動タイミング取得手段と、
前記第１の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記一部の駆動電圧ベクトルを出力する第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、
前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から得たタイミングを逓倍することにより前記出力可能な駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第２の駆動タイミング取得手段と、
前記第２の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記出力可能な駆動電圧ベクトルを出力する第２の駆動電圧ベクトル出力手段と、
前記第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第２の駆動電圧ベクトル出力手段とを選択する選択手段と、
を具備したことを特徴とするセンサレスブラシレスモータ装置。
【請求項２３】
一端に吸気口が形成され、他端に排気口が形成された外装体と、
前記外装体の内部に磁気軸受又は機械式軸受にて回転自在に軸支されたロータと、
前記ロータを回転させるモータと、
前記外装体の内部に配設されたステータと、
を具備し、
前記モータは、請求項１９または請求項２０のブラシレスモータ装置、あるいは、請求項２１または請求項２２に記載のセンサレスブラシレスモータ装置によって構成されたことを特徴とする真空ポンプ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
従来ブラシレスモータの起動は以下のように行われていた。
ブラシレスモータには、２極の永久磁石を備えたロータと、その周りにロータを回転させるための磁界を発生する３つのモータ巻線を備えたものがある。
このようなブラシレスモータのうち、磁極の位置を検出するセンサのないセンサレスブラシレスモータ制御回路として、３つのモータ巻線のうち２つのモータ巻線にモータ駆動用の電流を流してロータを回転させ、ロータの回転により残りの１つのモータ巻線に生じる誘導起電力からロータの磁極位置を検出し、この磁極位置に基づいてモータ巻線の電流を順次切り替えるもの等がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
従来センサレスブラシレスモータは、以下のように動作する制御回路によりコントロールされていた。
センサレスブラシレスモータの制御回路はロータの磁極位置を検出しながら、モータ巻線に流れる電流をフィードバック制御している。ロータの磁極位置の検出は、ロータの回転によりモータ巻線に誘導される電圧、即ち誘導起電力を検出することにより行われる。例えば、３相ブラシレスモータの場合、２つモータ巻線に電圧を印可し、残りの無通電相に誘導される電圧を検出する。そしてこの電圧によって検出された磁極位置に基づいて次に電圧を印可すべき２つのモータ巻線を判断し、電圧を印可する。その際、無通電相となったモータ巻線の誘導起電力を検出し、これによって磁極の位置を検出する。このプロセスを連続して行うことによりモータを駆動する。
図２０は従来のセンサレスブラシレスモータの制御回路の磁極位置検出タイミングを示した図である。波形２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃはあるモータ巻線に誘導される電圧の波形図である。後に述べるように、図２０（ａ）はモータ巻線の電流による回転磁界の位相がロータの回転の位相より進んでいる場合であり、図２０（ｂ）は両者の位相が揃っている場合であり、図２０（ｃ）は前記回転磁界の位相がロータの位相より進んである場合を示している。
仮想中性電位２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃと波形２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの交点２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃをサンプリングすることにより磁極位置を検出する。
この制御回路はモータ巻線に電圧を出力する駆動モードと出力しないサンプリングモードを有している。図２０に示したようにロータ回転周期の２／３の間は駆動モードでモータ巻線に電圧を出力し、残りの１／３の間はサンプリングモードで電圧を出力しない。これは、磁極位置検出時に波形２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃにノイズが重畳されるのを防ぐためである。
交点２０３ａ、ｂ、ｃの検出はサンプリングモード時に行われる。
図２０（ａ）は回転磁界の位相がロータの回転の位相より進んでいる場合であり、交点２０１ａの左側の波形２０１ａと仮想中性電位２０２ａで囲まれた面積が交点２０１ａの右側の波形２０１ａと仮想中性電位２０２ａで囲まれた面積より小さくなる。図２０（ｂ）は両者の位相が一致している場合であり、左右の前記面積が等しくなる。図２０（ｃ）は回転磁界の位相がロータの位相より遅れている場合であり、交点２０３ｃの左側の前記面積が右側の前記面積より大きくなる。
従来の制御回路は交点２０３ｂのように交点の左右の前記面積が常に等しくなるようにモータ巻線に出力する電圧をフィードバック制御している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために本発明は、磁極を備えたロータと、前記ロータを回転させる少なくとも２つのモータ巻線からなる第１モータ巻線と、前記ロータの位置を検出するための少なくとも１つモータ巻線からなる第２モータ巻線と、前記第１モータ巻線に電流を流して前記ロータを回転させるロータ回転手段と、前記第２モータ巻線に誘導される電圧を取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段で取得された電圧から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、前記磁極位置取得手段で取得された前記磁極位置に従って、前記第１モータ巻線による磁界の方向が変化するように前記電流を切り替える電流切替手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御回路（第１の構成）を提供する。
第１の構成では、ロータを回転させる電流が流されない第２モータ巻線に誘導される電圧を検出することにより磁極の位置を取得するので、磁極の位置を検出するセンサを用いずに、ロータに作用する磁界をフィードバック制御することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
更に、本発明は上記第１の目的を達成するために、磁極を備えたロータと、前記ロータを回転させる複数のモータ巻線と、前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる少なくとも２つのモータ巻線に電流を流してロータを回転させるロータ回転手段と、前記電圧降下の位相と大きさが等しい２つのモータ巻線に作用している電圧の差を取得する電圧差取得手段と、前記電圧差取得手段にて取得した電圧の差から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、前記磁極位置取得手段にて取得した前記磁極位置に従って前記電流を切り替える巻線電流切り替え手段と、を備えたことを特徴とするブラシレスモータの制御回路（第２の構成）を提供する。
第２の構成では、駆動電圧ベクトルが出力されるモータ巻線の電圧をモニタすることにより磁極位置を取得する。適当に駆動電圧ベクトルを選択すると、モータ巻線に現れるインダクタンスによる電圧降下を２つのモータ巻線で等しくすることができる。これらの差を取ることにより前記電圧降下を消去することができ、この信号から磁極の位置を取得することができる。そして、この磁極位置から駆動電圧ベクトルをフィードバック制御することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、本発明は、前記第３の目的を達成するために、磁極を備えたロータを回転させるための複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる所定の２相間の電圧差を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から、出力可能な駆動電圧ベクトルのうちの一部の駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第１の駆動タイミング取得手段と、前記第１の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記一部の駆動電圧ベクトルを出力する第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から得たタイミングを逓倍することにより前記出力可能な駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第２の駆動タイミング取得手段と、前記第２の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記出力可能な駆動電圧ベクトルを出力する第２の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第２の駆動電圧ベクトル出力手段とを選択する選択手段と、を具備したことを特徴とするセンサレスブラシレスモータの制御回路を提供する（第７の構成）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
更に、本発明は前記第３の目的を達成するために、磁極を備えたロータを回転させるための複数のモータ巻線に電流を供給する電流供給手段と、前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなる所定の２つのモータ巻線の線間電圧を取得する線間電圧取得手段と、前記線間電圧取得手段にて取得した線間電圧から、前記所定の２つの前記モータ巻線の抵抗と前記電流供給手段を構成する電源装置と前記モータ巻線を接続する接続ケーブルの抵抗との合成抵抗による電圧の変化を補正する抵抗分補正手段と、前記抵抗分補正手段にて補正された前記線間電圧を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号のうち、前記所定の２つのモータ巻線のリアクタンスによる変化分を補正するリアクタンス分補正手段と、前記リアクタンス分補正手段にて補正された磁束信号から前記磁極の位置を取得する磁極位置取得手段と、前記抵抗分補正手段と、前記リアクタンス分補正手段とのうち、少なくともリアクタンス分補正手段を無効にし、補正を行わないようにする補正無効手段と、を具備し、前記ロータの回転数が所定の回転以下の場合は、前記補正無効手段にて、少なくとも前記リアクタンス分補正手段を無効とし、前記電流供給手段は、前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に基づいて前記所定の２つのモータ巻線に流す電流を切替える第１のモードにて前記２つのモータ巻線に電流を供給し、前記ロータの回転数が所定の回転より大きい場合は、前記補正無効手段を用いずに、前記磁極位置取得手段にて取得した磁極位置に基づいて、前記モータ巻線の電流を切替える第２のモードにてモータ巻線に電流を供給することを特徴とするセンサレスブラシレスモータの制御回路を提供する（第８の構成）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
前記第８の構成又は前記第９の構成は、第１の遮断周波数と前記第１の遮断周波数より大きい周波数の第２の遮断周波数を切替え可能であって、前記磁束信号に重畳される直流成分を取り除く直流遮断手段と、前記直流遮断手段の前記第１の遮断周波数と、前記第２の遮断周波数とを切替える切替え手段と、を更に具備するように構成することができる（第１０の構成）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
前記第１０の構成において、前記切替え手段は、前記ロータが始動してから所定時間の間、前記直流遮断手段の遮断周波数を前記第１の遮断周波数とし、所定の時間が経過すると前記第２の遮断周波数に切替えるように構成することができる。
また、本発明は、前記第３の目的を達成するために、磁極を備えたロータと、前記ロータを回転させる少なくとも２つのモータ巻線からなる第１モータ巻線と、前記ロータの位置を検出するための少なくとも１つモータ巻線からなる第２モータ巻線と、からなるモータ部と、前記第１モータ巻線に電流を流して前記ロータを回転させるロータ回転手段と、前記第２モータ巻線に誘導される電圧を取得する電圧取得手段と、前記電圧取得手段で取得された電圧から前記磁極の磁極位置を取得する磁極位置取得手段と、前記磁極位置取得手段で取得された前記磁極位置に従って、前記第１モータ巻線による磁界の方向が変化するように前記電流を切り替える電流切替手段と、からなる制御部とから構成されたことを特徴とするブラシレスモータ装置を提供する（第１１の構成）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、本発明は、前記第３の目的を達成するために、磁極を備えたロータと、前記ロータを回転させるための複数のモータ巻線と、前記複数のモータ巻線のうち、該モータ巻線のインダクタンスによる電圧降下の位相と大きさが等しくなるような所定の２相間の電圧差を積分して磁束信号を取得する磁束信号取得手段と、前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から、出力可能な駆動電圧ベクトルのうちの一部の駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第１の駆動タイミング取得手段と、前記第１の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記一部の駆動電圧ベクトルを出力する第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記磁束信号取得手段にて取得した磁束信号から得たタイミングを逓倍することにより前記出力可能な駆動電圧ベクトルの駆動タイミングを取得する第２の駆動タイミング取得手段と、前記第２の駆動タイミング取得手段にて取得した駆動タイミングに同期して前記出力可能な駆動電圧ベクトルを出力する第２の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第１の駆動電圧ベクトル出力手段と、前記第２の駆動電圧ベクトル出力手段とを選択する選択手段と、を具備したことを特徴とするセンサレスブラシレスモータ装置を提供する（第１４の構成）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明のブラシレスモータの制御回路の第１の実施の形態を図１と図２を用いて説明する。図１は第１の実施の形態のブラシレスモータの制御回路の主要構成を示した図である。
本実施の形態の制御回路１４１は２極の永久磁石を備えたロータ１１２及びロータ１１２を回転させるためのスター結線されたモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗからなるモータ１０５と、これらのモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗへ電流を供給するモータ駆動回路１１５と、モータ駆動回路１１５を制御するマイクロコンピュータ１３０と、それぞれ抵抗値が等しくスター結線された抵抗体１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗを備えている。
図１では便宜上各モータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗとロータ１１２が別に示されているが、実際はモータ巻線７はロータ１１２の外周部に配置されている。
モータ駆動回路１１５は直流電源１１６と、３相ブリッジを構成する６つのトランジスタ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆを備えている。各トランジスタ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆのベースはそれぞれマイクロコンピュータ１３０に接続されている。各トランジスタ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆはマイクロコンピュータ１３０からのゲート駆動パルスによりオン／オフされ、モータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗに所定の電流を供給する。
モータ駆動回路１１５はマイクロコンピュータ１３０に制御されながらモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗに所定の電流を供給する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
抵抗体１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗはそれぞれモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗに接続されている。図１に示したように抵抗体１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗとモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗは対照的な形に配線されており、抵抗体１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗの中点１１０とモータ巻線１０７Ｕ、１０７Ｖ、１０７Ｗの中点１０９の電位は等しくなる。
制御回路１４１は更に差動増幅器１０３、直流遮断フィルタ１０２、積分器１０１及びコンパレータ１０４を備えている。
差動増幅器１０３は抵抗体１０８Ｕ、１０８Ｖ、１０８Ｗの中点１１０と抵抗体１０８Ｕに接続されており、抵抗体１０８Ｕの両端の電位差即ち、抵抗体１０８Ｕに現れている電圧を出力する。ここで、中点１０９と中点１１０の電位は同じであり、また後述するようにモータ巻線１０７Ｕにはロータ１１２を駆動するための電流は流さないので、差動増幅器１０３から出力される電圧はロータ１１２の回転によりモータ巻線１０７Ｕに誘導される電圧と同一になる。以降中点１０９を基準としたＶ相の電位をＶｕ−ｎなどと表すことにする。添え字のｕはＵ相端子をｎは中点１０９を表す。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
マイクロコンピュータ１３０はコンパレータからＲＯＴ信号を受け取り、ＲＯＴ信号がＬｏである間はモータ駆動回路１１５のトランジスタ１２１ｆ、１２１ｃをオンし、ＲＯＴ信号がＨｉである間はトランジスタ１２１ｅ、１２１ｂをオンする。
図４に示したようにＲＯＴ信号がＬｏのときは駆動電圧ベクトル５がモータ巻線１０７Ｖ、１０７Ｗに出力され、ＲＯＴ信号がＨｉのときはモータ巻線１０７Ｗ、１０７Ｕに駆動電圧ベクトル３が出力される。
なお、これらの駆動電圧ベクトル３、５によりモータ巻線に流れる電流はマイクロコンピュータ１３０によりＰＷＭ制御されている。駆動電圧ベクトル１、２、４、６は出力されない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
本実施の形態では、ロータ１１２の磁極の停止位置にかかわらず必ず始動することができる。駆動電圧ベクトル３、５によって生成される磁界が平行でないため、磁極がどの位置で停止していてもロータにトルクが発生するためである。
また、本実施の形態の制御回路１４２はモータ巻線の電圧を検出するための抵抗体等を設置する必要がなく、簡単な回路構成でロータ１１２が低速回転していてＰＬＬ回路がロックできない場合でもロータ１１２の位置を検出し駆動電圧ベクトルの切り替えをフィードバック制御することができる。
なお、モータ起動時間を短縮でき、また、ロータ１１２の負荷が変動したり、停電した後電力供給が復活したときなども脱調せずにモータ１０５を制御できる点は第１の実施の形態と同じである。
本実施の形態では駆動電圧ベクトル３、５を用いてモータを駆動したが、駆動電圧ベクトルの選び方をこれに限定するものではなく、例えば、駆動電圧ベクトル５、１または駆動電圧ベクトル１、３を用いても良い。即ち、差動増幅器１０３でモータ巻線７のインダクタンスにより現れるスパイク状の電圧が相殺されるように駆動電圧ベクトルを選択することにより磁束推定信号を得ることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、第２の実施の形態の手段で起動されたモータのロータの回転数がＰＬＬ回路をロックできる回転数（約毎秒２０回転）に達した後、ＰＬＬ回路を用いた定常運転に切り替える場合について説明する。
モータの定常運転時は磁極の位置を検出しながら、ＰＬＬ回路にロータが１回転するごとに６パルスを発生させ、このパルスに同期させて駆動電圧ベクトルを１→２→３→４→５→６→１→・・・の順番で順次切り替えることによりロータを回転させる。
一方、第２の実施の形態のロータ１１２の回転は駆動電圧ベクトル３、５を交互に切り替えることにより行われている。
よって、第２の実施の形態の手段による運転からＰＬＬ回路を用いた通常運転に切り替える際に、最初に出力する駆動電圧ベクトルと、この駆動電圧ベクトルを出力するタイミングを適切に求める必要がある。通常運転への切り替え時に不適切な駆動電圧ベクトルを出力したり、また、駆動電圧ベクトルの出力タイミングを誤ると、モータが脱調したり、異常音を発したりする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
回転速度センサ１２５は回転速度検出回路１２６に接続されている。回転速度検出回路１２６は回転速度センサ１２５の出力信号からロータ１１２の回転数を計算し、パルス状のＲＯＴＡ信号（第２の回転パルス信号）を出力する。ＲＯＴＡ信号は２値信号（高低２種類の電圧を対応させた信号であり、これらの信号のうち電圧が高いものをＨｉ、電圧が低いものをＬｏとする）である。
ＲＯＴＡ信号はロータ１１２が半回転する間Ｈｉとなり、続く半回転でＬｏとなる。
マイクロコンピュータ１３０とＰＬＬ回路１２７は回転速度検出回路１２６に接続されており、回転速度検出回路１２６からＲＯＴＡ信号を受け取る。
ＰＬＬ回路１２７はＲＯＴＡ信号の周波数の６倍の周波数に同期したパルス状の同期信号６×ｆＲＯＴＡ信号を生成する。この同期信号は６つの駆動電圧ベクトルを切り替える際に使用される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
そして、マイクロコンピュータ１３０はＰＬＬ回路１２７が生成した６×ｆＲＯＴＡ信号をＴｄだけ遅らせて、駆動すべきベクトル番号に対応したゲート駆動パルスをモータ駆動回路１１５に出力する。このゲート駆動パルスは６×ｆＲＯＴＡ信号が立ち上がるたびに、駆動電圧ベクトルを順次１→２→３→４→・・・と更新してモータ１０５の定常運転を行う。
またロータ１１２の回転速度が上昇すると、回転速度センサ１２５の検出信号がターゲットが回転速度センサ１２５の検出位置に達した時間より遅れてくる場合がある。この場合ＲＯＴＡ信号が本来あるべき値より遅れて出力される。この遅れの量とロータ１１２の回転速度の関係があらかじめ分かっていれば、それらを補正値として記憶部１２８に記憶しておき、マイクロコンピュータ１３０内部でＲＯＴＡ信号を補正する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
符号１で示したＶｉｕ−ｎはロータの回転によりＵ相モータ巻線に生じた電圧である。Ｕ相モータ巻線はインダクタンスＬｕと抵抗値Ｒｕを有している。また、ケーブルは配線抵抗値Ｒｃを有している。Ｖ相とＷ相は構造的にＵ相と対称であるので、上の添え字ｕをそれぞれｖ、ｗにすることによりそれぞれＶ相、Ｗ相の対応する値とする。また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流をそれぞれＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗとする。
ここで、以下のようにＲｐ、Ｌｐ、Ｖｉｕ−ｖをおく。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
加算器１１の出力は直流遮断フィルタ２を介して積分器１に入力される。これは、加算器１１の出力に含まれている直流成分が積分器１で積分されるのを防ぐためである。
積分器１は直流成分を除去した加算器１１の出力を積分し、∫（（Ｖｕ−ｖ）−Ｒｐ×（Ｉｕ−Ｉｖ））ｄｔを出力する。積分器１の出力は式（５）から式（６）を引いた場合に対応する。また、積分することにより、積分器１の入力信号、即ち（Ｖｕ−ｖ）−Ｒｐ×（Ｉｕ−Ｉｖ）に重畳している電気的ノイズは除去される。これは、ノイズは信号値を基準にして正負にランダムに発生するため、これらを積分して足し合わせると相殺するためである。
掛算器１２は差動増幅器９とＬｐ信号設定回路１５に接続されており、差動増幅器９からＩｕ−Ｉｖを、Ｌｐ信号設定回路１５からＬｐを受け取り両者の積、即ちＬｐ×（Ｉｕ−Ｉｖ）を出力する。この値は式（７）に対応する。
加算器１３は積分器１の出力、即ち∫（（Ｖｕ−ｖ）−Ｒｐ×（Ｉｕ−Ｉｖ））ｄｔから掛算器１２の出力、即ちＬｐ×（Ｉｕ−Ｉｖ）を引いた値を出力する。加算器１３の出力は式（５）から式（６）と式（７）を引いた値に対応し、磁束推定信号φｕ−ｖに等しい。磁束推定信号φｕ−ｖの波形はロータ６の回転に同期したサイン曲線となる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
ＰＬＬ回路１６はコンパレータ４からＲＯＴ信号を受け取り、ＲＯＴ信号の１２倍の周波数を持った逓倍同期信号１２×ｆＲＯＴ信号を生成する。
モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流の切り替え方は、例えばＷ→Ｖ方向、Ｕ→Ｖ方向など全部で６種類あるので、基本的にはＲＯＴ信号の６倍の周波数を持った逓倍同期信号６×ｆＲＯＴ信号を生成すれば、この信号に同期して上記６つの電流を切り替えることができる。ここで、ＲＯＴ信号の１２倍の周波数を持った１２×ｆＲＯＴ信号を生成したのは積分によるφｕ−ｖの位相のずれを補正するためである。
より詳しく説明すると以下のようになる。
マイクロコンピュータ３０はロータ６が６０°回転するごとにモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流を切り変える。図１２の縦線は電流を切り替えるタイミングでありその間隔はロータ６の回転にして６０°である。ところで、φｕ−ｖは積分により位相が元の信号より位相が９０°進む。そのため、φｕ−ｖから生成したＲＯＴ信号も位相が９０°進んでおり、ＲＯＴ信号の立ち上がりと立ち下がりと電流を切り替えるタイミングとは３０°のずれがある。そこでＲＯＴ信号の１２倍の周期を持った１２×ｆＲＯＴ信号を生成すると、前記電流を切り替えるタイミングと、１２×ｆＲＯＴ信号の立ち上がりを一致させることができる。
このようにしてモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流を切り替えるタイミングと、１２×ｆＲＯＴ信号の立ち上がりを一致させ、１２×ｆＲＯＴ信号が２回立ち上がるごとにモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流を切り替えればモータ５を運転することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
本実施の形態ではあらかじめＲｐとＬｐを計測してあるので、掛算器１０の代わりにゲインＲｐの増幅器を、また、掛算器１２の代わりにゲインＬｐの増幅器を用いることができる。
また、本実施の形態ではモータ巻線７Ｕ、７Ｖの電流と電圧をモニタしたが、これに限定されるものではなく、任意のモータ巻線の電圧と電流をモニタしても良い。
本実施の形態のセンサレスブラシレスモータの制御回路４１ではロータ６の磁極位置を常時監視できるので、負荷の変動によってロータ６の回転数が大きく変化した場合も脱調せずにモータ５を適切に制御することができる。また、ロータ６の磁極位置を検出するための信号を積分処理するために、この信号に重畳している電気的ノイズの影響を受けずに、前記磁極位置を正確に検出することができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
ローパスフィルタ２２は差動増幅器９と駆動制御回路１９内の図示しないマイクロコンピュータ３０に接続されている。
ローパスフィルタ２２は差動増幅器９からＩｕ−Ｉｖを受け取り、これに重畳している高周波ノイズを除去した後、マイクロコンピュータ３０へ出力する。
ローパスフィルタ２３は差動増幅器８と駆動制御回路１９内の図示しないマイクロコンピュータ３０に接続されている。ローパスフィルタ２３は差動増幅器８からケーブル３Ｕ、３Ｖの線間電圧Ｖｕ−ｖを受け取り、これに重畳されている高周波ノイズを除去した後、これをマイクロコンピュータ３０に出力する。
このようにローパスフィルタ２２、２３を用いるのは、差動増幅器９から出力される信号Ｉｕ−Ｉｖや差動増幅器８から出力される信号Ｖｕ−ｖには、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流の切り替えや、またこれらのＰＷＭ制御等のために高周波ノイズが重畳されており、これを取り除き、測定精度を向上させるためである。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
以上のように構成されたセンサレスブラシレスモータの制御回路４２の動作について説明する。
なおここではＲｐを自動計測する手順についてのみ説明する。制御回路４２の他の動作は第４の実施の形態の制御回路４１と同じである。
モータ５の起動時にモータ巻線７Ｕ、７ＶにＵ→Ｖ方向に直流電流を流し差動増幅器８によってケーブル３Ｕ、３Ｖの線間電圧を計測する。
その電圧からローパスフィルタ２３でノイズを除去した後、その値をマイクロコンピュータ３０に記憶させる。
次に、ケーブル３Ｕ、３Ｖに流れる電流値を差動増幅器９によって計測し、その値に重畳された高周波ノイズをローパスフィルタ２２で除去した後、その値をマイクロコンピュータ３０に記憶させる。
マイクロコンピュータ３０は次の式によってＲｐを計算する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
（第６の実施の形態）
第４の実施の形態ではモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７ＷのインダクタンスＬｐをあらかじめ計測器で計測し、それらをマイクロコンピュータ３０に記憶させたが、本実施の形態ではＬｐを自動的に計測してマイクロコンピュータ３０に格納する場合について述べる。
図１４は本発明の第６の実施の形態に係るセンサレスブラシレスモータの制御回路４３の構成を示したブロック図である。
本実施の形態の制御回路４３は第５の実施の形態の制御回路４２のローパスフィルタ２２、２３を特に高周波除去用のローパスフィルタ２４、２５としたものである。他の構成は制御回路４２と同じであり、これら同じ構成要素には制御回路４２と同じ番号を付すことにする。
本実施の形態ではモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗのインダクタンスを求めるために、例えば１［ｋＨｚ］程度の高周波の交流電圧を用いる。また、この交流電圧は駆動制御回路１９内の図示しないマイクロコンピュータ３０によりＰＷＭ制御するのでＰＷＭ周波数、例えば５０［ｋＨｚ］のノイズが重畳されている。そこで例えば、カットオフ周波数が５［ｋＨｚ］のローパスフィルタを用いれば、目的の信号からＰＷＭ制御によるノイズを除去することができ、測定精度を高めることができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本実施の形態では、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗのインダクタンスをモータ５の停止時に自動的に計測し、その値をＬｐとしてＬｐ信号設定回路１５に出力するため、従来のセンサレスブラシレスモータの制御回路のようにあらかじめＬｐを計測器を用いて計測する必要はない。
そのため、従来はセンサレスブラシレスモータの使用現場でモータ５を別のモータと交換した場合は、Ｌｐを再度計測器を用いて再計測する必要があったが、本実施の形態の制御回路４３ではそのような作業は不要となる。
また、制御回路４３の構成で第５の実施の形態と同様にしてＲｐを計測することもでき、ＲｐとＬｐを共に自動計測することができる。
また、通常毎秒３００回転以上の高速で回転する磁気軸受式ターボ分子ポンプに用いられるセンサレスブラシレスモータのＬｐは小さいので、Ｌｐの検出を省略して、これをあらかじめ所定の値（例えば数百［μＨ］）に設定しておき、これを使用してもモータ５を運転することもできる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
本実施の形態では、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗのインダクタンスをあらかじめ計測しておく必要がなく、また、モータ５を他のモータに交換した場合もモータ巻線のインダクタンスを再計測する必要がない点は第６の実施の形態と同じである。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
ところで、Ｒｐ信号設定回路１４は、抵抗値信号Ｒｐ（＝Ｒｃ＋Ｒｕ＝Ｒｃ＋Ｒｗ＝Ｒｃ＋Ｒｖ）とゼロの２つの値をマイクロコンピュータ３０からの信号により選択的に出力するようになっている。
また、Ｌｐ信号設定回路１５も、インダクタンス値信号Ｌｐ（＝Ｌｕ＝Ｌｗ＝Ｌｖ）とゼロの２つの値をマイクロコンピュータ３０からの信号により選択的に出力するようになっている。
Ｒｐ信号設定回路１４とＬｐ信号設定回路１５の出力を共にゼロとすると、掛算器１２及び掛算器１０の出力は共にゼロとなり、第２の実施の形態の制御回路１４２の差動増幅器１０３、直流遮断フィルタ１０２、積分器１０１及びコンパレータ１０４から構成される回路と同じ構成の回路を実現することができる。例えば、制御回路４７が制御回路１４２と同じように動作する場合を第１のモード、制御回路４１と同じように動作する場合を第２のモードとすると、制御回路４７は、抵抗値信号Ｒｐ及びインダクタンス値信号Ｌｐを出力させることにより第２のモードにて動作し、これらの信号をゼロとすることにより第１のモードにて動作する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
マイクロコンピュータ３０は、例えばコンパレータ４から受信するＲＯＴ信号によりロータ６の回転周波数をモニタリングする。
コンパレータ４が出力するＲＯＴ信号は、ロータ６の回転に同期してロータ６が１回転するごとにＨｉとＬｏを繰り返すので、例えば単位時間あたりのＲＯＴ信号の立ち上がり又は立下りを計数することによりロータ６の回転周波数を計算することができる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
マイクロコンピュータ３０は、算出したロータ６の回転周波数が所定の値（加速時は３０［Ｈｚ］、減速時は６０［Ｈｚ］とした）より大きい場合は、Ｒｐ信号設定回路１４及びＬｐ信号設定回路１５からそれぞれ抵抗値信号Ｒｐ及びインダクタンス値信号Ｌｐを出力させる。この場合、抵抗値信号Ｒｐ及びインダクタンス値信号Ｌｐが出力されるので、回路構成は制御回路４１と同じになる。
そしてマイクロコンピュータ３０は、第４の実施の形態と同様にしてモータ５を運転する。即ち、コンパレータ４は磁束推定信号φからＲＯＴ信号を生成し、更にＰＬＬ回路１６はＲＯＴ信号から１２×ｆＲＯＴ信号を生成する。そしてマイクロコンピュータ３０は、１２×ｆＲＯＴ信号に同期してモータ駆動回路１７のトランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆをオンオフし、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗに３相交流を流し、ロータ６を回転させる（第２のモード）。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
マイクロコンピュータ３０は、算出したロータ６の回転周波数が所定の値よりも小さい場合は、Ｒｐ信号設定回路１４及びＬｐ信号設定回路１５の出力をゼロとする。この場合、掛算器１０、１２の出力がゼロとなるので回路構成は制御回路１４２と同じになる。
そしてマイクロコンピュータ３０は第２の実施の形態と同様にしてモータ５を運転する。即ち、コンパレータ４から出力されるＲＯＴ信号に同期してトランジスタ２１ｂ、２１ｃ、２１ｅ、２１ｆをオンオフして電流をＶ→Ｗ方向（駆動電圧ベクトル３が出力された場合）、及びＷ→Ｕ方向（駆動電圧ベクトル５が出力された場合）に交互に流してロータ６を回転させる（第１のモード）。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
定常回転（毎分３万回転程度）しているロータ６を停止する場合は、マイクロコンピュータ３０は、３相加速モードから３相減速モードに切替える。そして、ＰＬＬ回路１６から出力される１２×ｆＲＯＴ信号に基づいてトランジスタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆに所定のゲート信号を供給し、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗの電流を順次切替える。この場合、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗに供給する電流は、３相加速モードと逆方向となる。例えば、３相加速モードの場合、図１２より１２×ｆＲＯＴ信号の起点となるＲＯＴ信号の立ち上がりの場面では、トランジスタ２１ｃ、２１ｂがオンとなって電流がＶ→Ｕ方向に流れる（駆動電圧ベクトル４）。モータ巻線７Ｕ、７Ｖによって生成される界磁が逆方向になるためには、電流をＵ→Ｖ方向に流せばよい（駆動電圧ベクトル１）。そのためにはマイクロコンピュータ３０は、トランジスタ２１ａ、２１ｄをオンにすればよい。
このように、マイクロコンピュータ３０は、１２×ｆＲＯＴ信号に同期して３相加速モードの場合とは逆方向の電流をモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗに供給してロータ６を減速していく。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
なお、本実施の形態では、積分器１から出力された磁束推定信号φを加算器１３を介してコンパレータ４に入力したが、加算器１３とコンパレータ４の間に直流遮断フィルタを挿入すると、以下の理由により制御回路４７の動作を更に安定させることができる。
２相モードではＬｐ信号設定回路１５から出力される信号がゼロとなるため、理論的には掛算器１２の出力はゼロになるはずである。ところが、掛算器１２は、オペアンプなどの各種素子を組み合わせて作るため、これらの素子の性質によりインダクタンス値信号Ｌｐをゼロとしても掛算器からオフセット電圧（直流）が出力されてしまう場合がある。
このため、２相モードにおいて、加算器１３から出力される磁束推定信号φに直流成分が重畳されてしまうことがある。一方コンパレータ４は、磁束推定信号のレベルとグランドレベルを比較しているため、磁束推定信号φがオフセットされると適切に動作することができない。そこで、加算器１３とコンパレータ４の間に直流遮断フィルタを挿入し、加算器１３で重畳された直流成分を取り除くと、より適切にコンパレータ４を動作させることができる。
加算器１３とコンパレータ４の間に挿入した直流遮断フィルタは、制御回路４７が３相モードで動作しているときでも取り付けたままでよい。これは、コンパレータ４に入力される磁束推定信号φは直流成分が取り除かれたものが望ましいため、コンパレータ４の入力側に直流遮断フィルタを設けても何等悪影響が無いのに加え、３相モードにおいて掛算器１２の出力が素子の特性などにより直流成分を有していた場合にこれを除去できるためである。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５５】
（第９の実施の形態の変形例３）
本実施の形態は、磁束推定信号φをコンパレータ４に入力する前に直流遮断フィルタに通すと共に、当該直流遮断フィルタの遮断周波数をロータ６が低速回転しているときと高速回転しているときとで切替えるものである。
第９の実施の形態で述べたように制御回路４７においてＬｐ信号設定回路１５の出力をゼロとしても掛算器１２がオフセット電圧を出力してゼロとならず、その結果、加算器１３が出力する磁束推定信号φに直流成分が重畳される場合がある。そこで、加算器１３とコンパレータ４の間に直流遮断フィルタを挿入することにより、磁束推定信号φに重畳された直流成分を除去することができる。
ところで、制御回路４７は、ロータ６の始動から定常回転まで磁束推定信号φによってモータ５をフィードバック制御するため、当該直流遮断フィルタは、回転周波数にして１［Ｈｚ］程度の小さい周波数の磁束推定信号φをも通過させる必要がある。
一方、直流遮断フィルタは例えばハイパスフィルタを用いて形成される。そのため、直流遮断フィルタ２と積分器１を組み合わせた回路の周波数特性は、後に説明するように遮断周波数を小さくするとゲインが大きくなってしまい、小さな直流ノイズをも増幅されてしまう場合がある。直流ノイズが直流遮断フィルタ２と積分器１を組み合わせた回路で増幅されるとコンパレータ４が正しくＲＯＴ信号を出力することが困難となる。
そこで本変形例では、加算器１３とコンパレータ４の間に直流遮断フィルタを挿入し、当該直流遮断フィルタの遮断周波数をロータ６の低速回転時と、高速回転時で切替えることにより、より適切な磁束推定信号φを生成することとした。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
磁気軸受部３０８では、４つの電磁石がロータ軸３０３の周囲に、９０°ごとに対向するように配置されている。ロータ軸３０３は、鉄などの高透磁率材により形成され、これらの電磁石の磁力により吸引されるようになっている。
変位センサ３０９は、ロータ軸３０３のラジアル方向の変位を検出するラジアルセンサである。制御装置３２５は、変位センサ３０９からの変位信号によってロータ軸３０３がラジアル方向に所定の位置から変位したことを検出すると、各電磁石の磁力を調節してロータ軸３０３を所定の位置に戻すように動作する。この電磁石の磁力の調節は、各電磁石の励磁電流をフィードバック制御することにより行われる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
このように、制御装置３２５は変位センサ３０９の信号に基づいて磁気軸受部３０８をフィードバック制御し、これによってロータ軸３０３は、磁気軸受部３０８において電磁石から所定のクリアランスを隔ててラジアル方向に磁気浮上し、空間中に非接触で保持される。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
制御装置３２５は、ターボ分子ポンプ１のコネクタに接続されており、磁気軸受部３０８、３１２、３２０やモータ部３１０の制御などを行っている。
制御装置３２５は、第９の実施の形態で示した制御回路４７が格納されており、制御回路４７がモータ部３１０を制御する。
吸気口３２４から吸引されたガスは、ロータ翼３２１とステータ翼３２２の作用により圧縮され、ねじ溝ポンプ部に送られる。
ねじ溝ポンプ部に送られたガスは、ねじ溝３０４中をガイドされながら下段へ輸送され、更に圧縮された後、排気口３１９から排出される。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８２】
（第１１の実施の形態）
本実施の形態は、モータ５をアウタロータ型のモータで構成したものである。
以下に図３３を用いてアウタロータ型のモータ５の構成の一例を説明する。なお、制御回路４７の構成及び動作の説明は、第９の実施の形態と同様であるので省略する。
ロータ６は、永久磁石８６、８７、ヨーク８８及び図示しないロータ軸などから構成されている。
ヨーク８８は円筒形状に形成された鉄などであり、内周面に永久磁石８６、８７が固着されている。本実施の形態では、永久磁石は２極とし、それぞれ内周面側が永久磁石８６はＳ極、永久磁石８７はＮ極となっている。
一方、ステータはステータコア８５、モータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗなどから構成されている。ステータコア８５には、１２０度ごとにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の磁極が形成されており、それぞれの磁極にはモータ巻線７Ｕ、７Ｖ、７Ｗが巻かれている。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１  積分器
２  直流遮断フィルタ
３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ  接続ケーブル
４  コンパレータ
５  モータ
６  ロータ
７Ｕ、７Ｖ、７Ｗ  モータ巻線
８  差動増幅器
９  差動増幅器
１０  掛算器
１１  加算器
１２  掛算器
１３  加算器
１６  ＰＬＬ回路
１７  モータ駆動回路
１９  駆動制御回路
２２  ローパスフィルタ
２３  ローパスフィルタ
２４  ローパスフィルタ
２５  ローパスフィルタ
２６  サンプリング回路
２８  直流遮断フィルタ
３０  マイクロコンピュータ
１０１  積分器
１０２  直流遮断フィルタ
１０３  差動増幅器
１０４  コンパレータ
１０７Ｕ  モータ巻線
１０７Ｖ  モータ巻線
１０７Ｗ  モータ巻線
１０８Ｕ  抵抗体
１０８Ｖ  抵抗体
１０８Ｗ  抵抗体
１１２  ロータ
１１５  モータ駆動回路
１２５  回転速度センサ
１２６  回転速度検出回路
１２７  ＰＬＬ回路
１２８  記憶部
１３０  マイクロコンピュータ
３０１  ターボ分子ポンプ
３０２  ねじ溝スペーサ
３０３  ロータ軸
３０５  ボルト
３０６  保護ベアリング
３０７  保護ベアリング
３０８  磁気軸受部
３０９  変位センサ
３１０  モータ部
３１２  磁気軸受部
３１３  変位センサ
３１４  電磁石
３１５  電磁石
３１６  ケーシング
３１７  変位センサ
３１９  排気口
３２０  磁気軸受部
３２１  ロータ翼
３２２  ステータ翼
３２５  制御装置