(57)【要約】【課題】センサ位置をずらすことにより、進角調整を行った直流ブラシレスモータで、逆回転を行わせると、モータの回転方向が逆になるため、前記進角調整による進角の方向が遅れの方向として、制御に反映されてしまう。【解決手段】正逆転切換可能な直流ブラシレスモータ６において、ロータ１１の位置を検出して回転数制御装置４４にロータ１１の位置検出信号を出力する磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃを第一の所定電気角Ｅ１だけずらすことで、正転時には、前記回転子位置検出信号の出力タイミングを早め、モータ駆動信号出力タイミングの遅れを補償して、モータ制御の進角調整が行なわれるモータ６であって、回転数制御装置４４は、逆転時には、前記駆動信号を構成するステータコイル６２・６３・６４の励磁パターン変化の位相を逆転時の回転方向で第二の所定電気角Ｆだけ進めるように駆動信号を出力する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆転切換可能な直流ブラシレスモータにおいて、回転子の位置を検出してモータ制御装置に回転子位置検出信号を出力するセンサを第一の所定電気角だけずらすことで、正転時には、前記回転子位置検出信号の出力タイミングを早め、モータ駆動信号出力タイミングの遅れを補償して、モータ制御の進角調整が行なわれるモータであって、
該直流ブラシレスモータの制御装置は、逆転時には、前記駆動信号を構成する固定子励磁パターン変化の位相を逆転時の回転方向で第二の所定電気角だけ進めるように駆動信号を出力する、ことを特徴とする糸条巻取機におけるモータ駆動方法。
【請求項２】
前記駆動信号は、センサから回転子位置検出信号が出力される毎に固定子励磁パターンを切換えるものであって、固定子励磁パターンの切換えが等角度毎になされるようにセンサを配置すると共に、
前記第二の所定電気角は、一度センサから回転子位置検出信号が出力されてから次に回転子位置検出信号が出力されるまでの励磁パターン切換えの間隔に相当する電気角とし、
逆転時には、センサから回転子位置検出信号が出力されると、一つ先の固定子励磁パターンを出力することで、固定子励磁パターン変化の位相を第二の所定電気角だけ進めるものとした、ことを特徴とする請求項１に記載の糸条巻取機におけるモータ駆動方法。
【請求項３】
第一の所定電気角は、第二の所定電気角の半分の角度とした、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の糸条巻取機におけるモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維機械に用いるモータの駆動方法に関し、特に、正逆回転切換可能な直流ブラシレスモータの進角制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば、一つの機台でＳ撚りとＺ撚りとを可能とするため、正逆両方向に回転可能とした糸条巻取機が存在する。このような糸条巻取機の一例としては、特許文献１に示す技術がある。
特許文献１に示す技術のように、このような糸条巻取機では、低騒音、高効率、高制御性の要請に応じて、直流ブラシレスモータが使用される。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２３５５６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
直流ブラシレスモータにおいては、モータの制御装置におけるプログラム処理に要する時間の遅れや、ステータコイルでの励磁の遅れ等により、センサによるロータ（回転子）の検出時刻に対し、パワー回路への切替え指令タイミングが遅れる不具合が発生する。この不具合に対処するため、通常は、モータの回転方向とは逆方向にセンサ位置をずらすことにより、回転子位置の検出信号の出力タイミングを早め、モータ駆動信号出力タイミングの遅れを補償して、モータ制御の進角調整が行われる。
ところが、このような機械的な進角調整は、モータの回転方向が一方向に固定されている場合にのみ有効である。このような進角調整を行ったモータで、逆回転を行わせると、モータの回転方向が逆になるため、前記進角調整による進角の方向が遅れの方向として、制御に反映されてしまう。つまり、プログラム処理に要する時間等の遅れに加えて、前記進角調整による遅れが加わって、より一層、パワー回路への切替え指令タイミングが遅れることになる。
そうすると、正転時と逆転時とで、モータの駆動効率に著しい差が生じてしまうことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、正逆転切換可能な直流ブラシレスモータにおいて、回転子の位置を検出してモータ制御装置に回転子位置検出信号を出力するセンサを第一の所定電気角だけずらすことで、正転時には、前記回転子位置検出信号の出力タイミングを早め、モータ駆動信号出力タイミングの遅れを補償して、モータ制御の進角調整が行なわれるモータであって、
該直流ブラシレスモータの制御装置は、逆転時には、前記駆動信号を構成する固定子励磁パターン変化の位相を逆転時の回転方向で第二の所定電気角だけ進めるように駆動信号を出力するものである。
【０００６】
請求項２においては、前記駆動信号は、センサから回転子位置検出信号が出力される毎に固定子励磁パターンを切換えるものであって、固定子励磁パターンの切換えが等角度毎になされるようにセンサを配置すると共に、
前記第二の所定電気角は、一度センサから回転子位置検出信号が出力されてから次に回転子位置検出信号が出力されるまでの励磁パターン切換えの間隔に相当する電気角とし、
逆転時には、センサから回転子位置検出信号が出力されると、一つ先の固定子励磁パターンを出力することで、固定子励磁パターン変化の位相を第二の所定電気角だけ進めるものとしたものである。
【０００７】
請求項３においては、第一の所定電気角は、第二の所定電気角の半分の角度としたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、繊維機械の一つである多重撚糸機１に備える糸条巻取機のモータ駆動方法としている。
本発明における糸条巻取機のモータ駆動方法は、多重撚糸機に備える糸条巻取機に限定されるものではなく、他の繊維機械に備える糸条巻取機において実施されるものであっても良い。
【０００９】
本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、単錘駆動型多重撚糸機１は、多数錘の糸巻取ユニット２３が列設されて構成されている。一錘の糸巻取ユニット２３は、スピンドル装置２と、その上に連設された糸条巻取機３とを有し、単数の給糸パッケージ８の糸を巻取パッケージ２２に巻取るようになっている。
【００１０】
前記のスピンドル装置２は、静止盤３１と、テンション装置３２と、回転ディスク３３と、直流ブラシレスモータ６とを有しており、該直流ブラシレスモータ６により糸Ｙを加撚するようになっている。
この直流ブラシレスモータ６の出力軸には、回転ディスク３３が設けられると共に、回転ディスク３３には、静止盤３１が設けられており、静止盤３１上に１つの給糸パッケージ８を載置できるようになっている。
さらに、給糸パッケージ８の上部には、テンション装置３２が設けられており、テンション装置３２は、給糸パッケージ８から解舒される糸Ｙに所定の張力を付与するようになっている。
【００１１】
これにより、スピンドル装置２は、給糸パッケージ８から解舒される糸Ｙをテンション装置３２に入れて張力を付与しながら、スピンドル駆動用モータ６により回転ディスク３３を高速回転させて糸Ｙをバルーンガイド３７までバルーンさせるようになっている。
また、糸Ｙをテンション装置３２から回転ディスク３３に至るまでに一回撚り、回転ディスク３３からバルーンガイド３７に至るまでにもう一回撚るようになっている。これにより、一度の直流ブラシレスモータ６の回転により、糸Ｙに二回の撚りが付与されるようになっている。
【００１２】
また、前記の糸条巻取機３は、巻取ドラム２１と、トラバースガイド２９、フィードローラ２６、クレードルとを有しており、スピンドル装置２で加撚された糸Ｙを巻取パッケージ２２に巻き取るようになっている。
【００１３】
前記多重撚糸機１は、図１に示すように、前記の糸巻取ユニット２３の他に、各糸条巻取機３を一括駆動させる駆動系統５と、各スピンドル装置２及び各糸条巻取機３を制御する制御系統７とを有している。
この駆動系統５は、巻取ドラム駆動モータ４と、プーリおよびベルトからなる駆動伝達機構とを備え、巻取ドラム駆動モータ４の駆動力により、各糸巻取ユニット２３の巻取ドラム２１及びフィードローラ２６を回転させると共に、トラバースガイド２９を、往復ロッド２８により往復運動させるようになっている。そして、トラバースガイド２９の往復運動により、スピンドル装置２で加撚された糸Ｙを綾振りさせながら、巻取ドラム２１に圧接して回転する巻取パッケージ２２に巻取らせるようになっている。
【００１４】
前記制御系統７は、本体制御装置４２と、各スピンドル装置２毎に制御を行う複数のユニット制御部９とを有しており、単錘駆動型多重撚糸機１の制御システムを構成する。
前記の本体制御装置４２は、交流電源３４の電圧を変換するコンバータ３５と、中央制御装置を構成するホストＣＰＵ３６と、巻取ドラム駆動モータ４用の回転数制御装置４１とを有しており、各ユニット制御部９及び回転数制御装置４１に種々の制御指令を一斉に出力するようになっている。
【００１５】
前記ホストＣＰＵ３６は、通信ライン４６を介して直接各ユニット制御部９及び回転数制御装置４１にパラメータ等の種々の制御指令を一斉に送信するようになっている。また、ホストＣＰＵ３６は、制御信号用ライン５４を介して直接各ユニット制御部９及び回転数制御装置４１に起動・停止指令を一斉に送信するようになっている。
コンバータ３５は、交流電源３４の電力を直流電力に変換して、ホストＣＰＵ３６や回転数制御装置４１等の制御系に電力を供給する。
【００１６】
前記回転数制御装置４１は、通信ライン４６を介して受信したパラメータ等の制御指令を使用して、パルスジェネレータ５２からの回転数により巻取ドラム駆動モータ４を独自にフィードバック制御するようになっている。
【００１７】
各ユニット制御部９は、スピンドル装置２側の複数台の回転数制御装置４４と、一台の中継器４５と、一台のＡＣ／ＤＣコンバータ４３とを有しており、本体制御装置４２に通信ライン４６を介して並列に接続されている。
この中継器４５には複数台の回転数制御装置４４が通信ライン５１を介して並列に接続されており、中継器４５は、ホストＣＰＵ３６の出力する制御指令を中継して、複数台の各回転数制御装置４４に制御指令を送信するようになっている。
また、制御用電源ライン４９が、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３よりＤＣ／ＤＣコンバータ５３を介して、中継器４５に接続されている。
そして、一つのユニット基板２４上に実装されたパワー回路１０（後述）、回転数制御装置４４には、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３で変換された電力が、ユニット基板２４内で適宜変換され、各々供給される。
【００１８】
次に、直流ブラシレスモータ６の回転方向の切替え機構について説明する。
図１に示すように、前記の本体制御装置４２には、直流ブラシレスモータ６の回転方向設定手段を構成する操作部４８が設けられており、直流ブラシレスモータ６の回転方向を任意に設定・変更できるようになっている。
また、図２に示すように、各スピンドル装置２側の回転数制御装置４４は、切替手段を構成する切替部２０を有しており、操作部４８により設定された回転方向に応じて直流ブラシレスモータ６に対する出力を切り替えるようになっている。
【００１９】
前記の操作部４８は、中央制御装置を構成するホストＣＰＵ３６に接続されており、キー操作により直流ブラシレスモータ６の回転方向を設定・変更できるようになっている。
そして、直流ブラシレスモータ６の回転方向の設定を変更することにより、各錘に加える撚りを、Ｓ撚りもしくはＺ撚りに切替えることが可能である。
また、操作部４８は、各直流ブラシレスモータ６の回転方向の設定・変更と同様に、回転数の設定・変更ができるようになっている。
【００２０】
ホストＣＰＵ３６は、操作部４８により設定・変更された回転方向設定データを通信ライン４６、中継器４５、通信ライン５１を介して切替部２０に送信するようになっている。
なお、回転方向設定データは、回転数制御装置４４を特定するためのデータ（制御装置Ｎｏ）や、直流ブラシレスモータ６を特定するためのデータ（スピンドルＮｏ）や、回転方向を示すデータ（Ｓ撚り又はＺ撚り）を含むものである。
【００２１】
前記切替部２０は、ホストＣＰＵ３６又は回転方向切替スイッチ５０から受信した回転方向設定データに応じて、直流ブラシレスモータ６を駆動するためのパワー素子（トランジスタ）のスイッチング順序を変更するようになっている。
【００２２】
これより、図２、図３を用いて、スピンドル装置２側の回転数制御装置４４による直流ブラシレスモータ６の回転数制御（速度制御）の構成について説明する。
図２に示すように、直流ブラシレスモータ６はパワー回路１０に接続されており、該パワー回路１０に回転数制御装置４４が接続される。
【００２３】
図３に示すように、本実施の形態に適用される直流ブラシレスモータ６は、例えば、二極三相モータとしている。但し、適用されるモータは、これに限定されるものではなく、四極、八極のモータを用いても良い。
元々後述する進角調整を行わない場合、直流ブラシレスモータ６には、二極の永久磁石より成るロータ（回転子）１１の外周側に、ステータ（固定子）６２・６３・６４が１２０度の間隔を空けて配置され、それぞれステータコアにステータコイル１２・１３・１４が巻回される。また、スロット２５Ａ・２５Ｂ・２５Ｃの円周方向中央部（開口部中央）に、ロータ１１の位置検出用の磁気センサ（ホール又はホールＩＣ）が、二点鎖線で示す位置に配置されている。
ステータコイル１２・１３・１４は、Δ結線（またはＹ結線）で接続されて、Ｎ相線（中性線）はアースされ、Ｕ相線、Ｖ相線、Ｗ相線がパワー回路１０に接続される。
【００２４】
図２に示すパワー回路１０は、本実施の形態では、三相ブリッジ接続された複数のトランジスタ（スイッチング素子）で構成されている。また、これらのトランジスタには、還流用のダイオードがそれぞれ逆並列に接続されている。
そして、パワー回路１０でのスイッチングにより、前記ステータコイル１２・１３・１４のそれぞれに加える電圧を変化させて、これらのステータコイルの励磁のパターンを変化させる。
これにより、各ステータコイルに加える電圧を相違させ、各ステータコイル１２・１３・１４より発生する励磁のパターンを変化させて、ロータ１１を回転させる。直流ブラシレスモータ６では、六つの異なる励磁パターンを励磁パターン変化の一周期として、これを繰り返すことにより、モータ６が駆動される。
より詳細には、パワー回路１０には、ＰＷＭ波形信号が駆動信号ｄ（後述）として入力され、該ＰＷＭ波形に基づいて、パワー回路１０が、三相のそれぞれのステータコイルに印加する電圧の大きさを変化させる。
【００２５】
磁気センサは、直流ブラシレスモータ６の回転中は、ロータ１１の（磁極Ｎ・Ｓによる）磁界の変化を検出して、ロータ１１の回転速度（回転数）に応じた周波数のパルス信号（ホール検出信号）を出力する。
そして、ロータ１１の回転位置の検出により、パワー回路１０による励磁パターンの切替えタイミングを検出する。
なお、磁気センサは、スロット２５Ａ・２５Ｂ・２５Ｃの円周方向中央部以外に、ステータコイル巻線の中心に付設したものでもよく、この場合は、ステータコイルの磁界の変化を検出する。
【００２６】
図２に示すように、回転数制御装置４４は、前記ホストＣＰＵ３６により設定される回転数設定値（速度設定値）ａに基づき、直流ブラシレスモータ６の回転制御を行うものである。そして、回転数制御装置４４は、直流ブラシレスモータ６に供給する電力（トルク）を調整するために、デューティ比を調整する。
すなわち、回転数制御装置４４は、パワー回路１０を構成するトランジスタにＰＷＭ通電することにより、直流ブラシレスモータ６の回転数制御を行う。
【００２７】
回転数制御装置４４は、回転数比較器１６と、ＰＩＤ制御部１７と、デューティ比算出部１８と、回転数算出部１９とを備えている。
回転数算出部は、磁気センサの検出信号に基づいて、直流ブラシレスモータ６（ロータ１１）の回転数（回転速度）を算出し、回転数信号ｂを出力する。
回転数比較器１６は、回転数設定値ａと回転数信号ｂとの偏差量を算出し、偏差量信号ｃを出力する。
ＰＩＤ制御部１７およびデューティ比算出部１８は、偏差量信号ｃに基づいてＰＩＤ演算を行ってデューティ比を算出する。そして、デューティ比算出部１８は、算出したデューティ比に基づき、かつ、磁気センサの検出信号に対応して切り替わる駆動信号ｄ（ＰＷＭ波形信号）を出力する。
そして、駆動信号ｄの切り替えにより、前記四組のステータコイルに印加される電圧が変化して、これらのステータコイルの励磁パターンが変化する。
以上のようにして、回転数制御装置４４は、直流ブラシレスモータ６の回転数フィードバック制御を行う。
【００２８】
また、前記デューティ比算出部１８には、出力相切替部１８ａが設けられている。出力相切替部１８ａは、前記切替部２０の切替に基づいて、ＰＷＭ波形信号の出力順序を逆転させて、パワー回路１０のスイッチング順序を変更する。そして、励磁パターンの変化順序を逆転させて、直流ブラシレスモータ６の回転駆動を逆転させる。
【００２９】
次に、図３を用いて、直流ブラシレスモータ６が一方向（正転方向）にのみ回転させる場合におけるモータ制御の進角調整について説明する。
励磁パターンの切替えは、スロット２５Ａ・２５Ｂ・２５Ｃの周方向中心位置にてロータ１１の磁極が変化したときに、行われる。このとき、回転数制御装置４４が励磁パターンの切替えを指令する。
ここで、磁気センサの配置において、スロット２５Ａ・２５Ｂ・２５Ｃの周方向中心部への配置位置を、進角０の位置Ｐ０とする。図３において、進角０の位置に配置した磁気センサを、二点斜線で示している。
【００３０】
現実には、回転数制御装置４４での判定や算出等のプログラム処理に要する時間や、ステータコイルでの励磁が立ち上がるのに要する時間により、「遅れ時間」が発生する。したがって、進角０の位置に磁気センサを配置すると、励磁パターンの切替えは、ロータ１１が励磁パターン切替え位置（前記進角０の位置Ｐ０）を過ぎた段階で行われることになってしまう。
そこで、一方向にのみ直流ブラシレスモータ６が回転する場合には、磁気センサを、進角０の位置より、ロータ１１の回転方向（図２、図３中左回り）と逆方向にずらした位置に配置する。そして、ロータ１１の検出時刻を早めることで、励磁パターンの目標切替え時刻までの時間に余裕を持たせ、前記「遅れ時間」による影響を補償する。これをモータ制御の進角調整と称し、このように進角調整した磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの配置位置を、図３の位置Ｐで示す。
【００３１】
図４において、ロータ１１が、励磁パターンの適切な切替え位置に到達する時刻の一つを、目標切替え時刻Ｇで示す。励磁パターンの適切な切替え位置は、前記進角０の位置でもある。また、本実施の形態に適用される直流ブラシレスモータ６は、六つの異なる励磁パターンの切替えで駆動されて、ロータ１１が回転する。この六つの励磁パターンの切換えが行われる間が、励磁パターン変化の一周期となっている。
同じく図４において、前記「遅れ時間」を、ロータ１１の回転角度量を示す電気角で表記して、遅れ角Ｄとしている。
また、励磁パターン変化の一周期は、励磁パターンを切替えるＰＷＭ波形信号の一周期と同一である。
例えば、本実施の形態のように、二極モータの場合は、ロータ１１の実際の回転角（以下機械角とする）と、電気角とが一致する。また、四極モータの場合は、機械角で表されるロータの回転角度は、電気角で表されるロータの回転角度の１／２となる。つまり、ロータ１１は、電気角の二回転で、機械角の一回転を行うことになり、この間に、六つの励磁パターンの切替が二回行われているものである。
また、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの配置位置において用いた「進角０」という表現における角度も、電気角による表現である。
そして、以下においては、電気角の大きさで、時間の長さを示すものとする。
加えて、直流ブラシレスモータ６は前記基準駆動回転数で回転しているものとし、ロータ１１の回転角度量と経過時間とは比例するものとしている。
【００３２】
図３に示すように、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃはそれぞれ、進角０の位置よりも、第一所定電気角Ｅ０に相当する機械角だけ、ロータ１１の逆回転方向に配置されている。そして、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの配置位置が、進角０の位置よりも、第一所定電気角Ｅ０だけ進角した位置となるようにしている。
このため、図４に示すように、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃによるロータ１１の検出時刻Ｈｃは、目標切替え時刻Ｇよりも第一所定電気角Ｅ０だけ進む時間分だけ早まったものとなっている。
【００３３】
このため、遅れ角Ｄによる遅れ時間が、第一所定電気角Ｅ０による進み時間との差し引きによって補償され、回転数制御装置４４は、励磁パターン切替えが適切とされる目標切替え時刻Ｇに合うように、励磁パターンの切替えを行うことができる。
【００３４】
以上において、第一所定電気角Ｅ０は、ブラシレスモータ６における磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの配設位置により決まるものであるので、自在に設定可能である。
ただし、モータ６の回転数に応じて、励磁パターン変化の一周期の時間が変化するので、遅れ角Ｄの大きさもモータ６の回転数に応じて変化する。よって、モータ６の基準駆動回転数を考慮して、第一所定電気角Ｅ０の設定を行う。
【００３５】
以上が、直流ブラシレスモータ６を一方向にのみ回転させる場合のモータ駆動方法である。該モータ駆動方法は、該モータ６の磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃを第一の所定電気角だけずらすことで、該一方向の進角調整を行った場合のモータ駆動方法としている。
【００３６】
次に、図５を用いて、糸条加工条件の変更等により直流ブラシレスモータ６の正逆を切換えて回転させる場合における進角調整について説明する。
ここで、正逆を切換えて回転させる場合とは、直流ブラシレスモータ６の正転により糸条加工を行う場合もあれば、逆転により糸条加工を行う場合もあることを意味する。つまり、直流ブラシレスモータ６が適用される本実施の形態の多重撚糸機１は、直流ブラシレスモータ６をの回転方向の変更により、各錘に加える撚りを、Ｓ撚りもしくはＺ撚りに切替えることが可能となっている。
【００３７】
本発明においては、正転時のための進角調整は機械的に行うものとし、逆転時のための進角調整は、制御により行うものとしている。
ここで、「機械的に行う」とは、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの現実の配置位置を、進角０の位置よりもロータ１１の検出角度が進角した（ロータ１１の逆回転方向にずらした）位置とすることであり、機械的な調整を意味する。この調整は、前述した回転方向を一方向限定とした場合の進角調整と、基本的に同様の調整である。
一方、「制御により行う」とは、回転数制御装置４４における制御において、励磁パターン変化の切換えタイミングをソフトウェアにて進めることを意味する。詳しくは後述する。
【００３８】
まず、図５（ａ）を用いて、逆転時のための進角調整も考慮した正転時のための進角調整について説明する。
図５（ａ）に示すように、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃはそれぞれ、進角０の位置よりも、第一所定電気角Ｅ１に相当する機械角だけ、ロータ１１の逆回転方向に配置されている。ここで、本実施の形態では、第一所定電気角Ｅ１は、後述する第二所定電気角Ｆとの対応関係に制約されており、前記第一所定電気角Ｅ０とは異なる角度となっている。
なお、回転数制御装置４４および直流ブラシレスモータ６の構成は同一であるので、これらによる遅れ時間に対応する遅れ角Ｄは、一方向限定回転時の場合と同様の量である。
【００３９】
図５（ａ）に示すように、目標切替え時刻Ｇより第一所定電気角Ｅ１だけ進む時間分だけ早まった時刻がロータ１１の検出時刻Ｈｐであり、検出時刻Ｈｐより遅れ角Ｄだけ遅れた時刻が、実際に励磁パターンの切替えが行われる切替え時刻Ｊｐである。図５（ａ）に示す例では、切替え時刻Ｊｐは、目標切替え時刻Ｇよりも早まる側に位置しているが、遅れ側に位置することも、モータ６の回転数や前記制約条件によっては、ありうる。
そして、以上のように、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃの配置位置が、進角０の位置よりも、第一所定電気角Ｅ１だけ進角した位置となるようにして、第一所定電気角Ｅ１の進みにより、遅れ角Ｄの遅れを補償するようにしている。
【００４０】
次に、図５（ｂ）を用いて、逆転時のための進角調整について説明する。
前記機械的な進角調整を行うと、正転時には、目標切替え時刻Ｇに対して検出時刻Ｈｃを、第一所定電気角Ｅ１だけ進ませることになるが、逆転時には、第一所定電気角Ｅ１だけ遅らせることになる。
また、プログラム処理に要する時間やステータコイルの遅れによる遅れ角Ｄは、逆転時にも、正転時と同様に、目標切替え時刻Ｇに対する検出時刻Ｈｃの遅れとして、作用する。
図５（ｂ）に示すように、目標切替え時刻Ｇより、第一所定電気角Ｅ１だけ遅れた時刻が検出時刻Ｈｃであり、制御による進角制御を行わない場合、検出時刻Ｈｃより遅れ角Ｄだけ遅れた時刻が切替え時刻Ｊｃである。したがって、目標切替え時刻Ｇに対して、実際の切替え時刻Ｊｃは、第一所定電気角Ｅ１および遅れ角Ｄを合わせた電気角だけ遅れていることになる。
【００４１】
そこで、遅れ角Ｄの遅れに加えた第一所定電気角Ｅ１の遅れを補償するために、制御による進角調整により、励磁パターン変化の位相を、第二所定電気角Ｆだけ進ませる。
ここで、同じく図５（ｂ）に示すように、励磁パターン変化の位相を、第二所定電気角Ｆだけ進ませることで、回転数制御装置４４の逆転時相パターン設定部１８ｂは、切替え時刻Ｊｃにおいて行われる励磁パターンの切替えを、切替え時刻Ｋにおいて行わせる。
【００４２】
以上のように、直流ブラシレスモータ６の駆動方法において、正転時の進角調整は、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃを第一の所定電気角だけずらすことで行っている。そして、該駆動方法では、逆転時には、制御により、即ち回転数制御装置４４が、励磁パターン変化の位相を逆転時の回転方向において、第二の所定電気角だけ進めるように駆動信号を出力して、モータ６が駆動される。
このため、一方向回転の機械的な進角調整を行った場合でも、逆方向回転に際して、励磁パターンの切替えタイミングを適切に合わせることができるため、正逆いずれの方向の回転でも、駆動信号の出力の遅れを補償しながら効率良くモータを駆動させることができる。
【００４３】
ここで、前記駆動信号は、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃから、ロータ１１の位置検出信号が出力される毎に、固定子励磁パターンを切換えるものである。ここで、ロータ１１の励磁パターンの切換えが等角度間隔毎になされるように、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃが配置される。
そして、第二の所定電気角Ｆは、一度センサから回転子位置検出信号が出力されてから次に回転子位置検出信号が出力されるまでの励磁パターン切換えの間隔に相当する電気角としている。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、直流ブラシレスモータ６においては、前述したように、六つの励磁パターンの切替による励磁パターン変化が周期的に繰り返されて、該モータ６が駆動する。つまり、電気角の一回転をさせるのに必要な励磁パターン変化の一周期を構成する励磁パターン数は六である。
例えば二極モータの場合、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃを各々機械角１２０度（電気角６０度）ずつの間隔で配置し、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃからロータ１１の位置検出信号が出力される毎に、励磁パターンが切換えられるようにしている。すると、図６（ａ）、（ｄ）〜（ｆ）に示すように、等角度間隔毎に励磁パターンが切換えられており、励磁パターンの切換えの間隔は、電気角の６０度となる。
そして、電気角の一回転（３６０度）を電気角６０度で割ると、前記励磁パターン数は六になる。第二所定電気角Ｆは、本実施の形態では、電気角の６０度に設定されている。
【００４５】
図６（ａ）は、正転時の進角調整のみを実施し、逆転時に励磁パターン変化の位相を進めることのない場合の励磁パターン変化を示し、図（ｂ）は、励磁パターン変化の位相を第二所定電気角Ｆだけ進めた場合の励磁パターン変化を示している。
図６（ａ）に示すように、正転時の進角調整のみを実施した場合に、切替え時刻Ｊｃで励磁パターン２から励磁パターン３の切替えが実行されるとする。このとき、図６（ｂ）に示すように、切替え時刻Ｊｃより第二所定電気角Ｆだけ進角制御されるように、切替え時刻Ｋで、励磁パターン２から励磁パターン３の切替えが行われることが、直流ブラシレスモータ６の効率維持のため、望ましい。言い換えると、励磁パターンの切換え時刻において、正転時の場合よりも一つ先の励磁パターンが出力されるように駆動信号を出力することが望ましい。例えば、正転時に励磁パターン１から励磁パターン２に切換えられる際には、逆転時では励磁パターン２から励磁パターン３に切換えるものである。
【００４６】
以上のように、直流ブラシレスモータ６の駆動方法において、逆転回転時における進角調整としては、磁気センサ１５ａ・１５ｂ・１５ｃのいずれかよりロータ１１の位置検出信号が出力されると、回転数制御装置４４の逆転時相パターン設定部１８ｂが、一つの励磁パターンの実行時間に相当する角度（位相）だけ、制御により進めるものとしている。
【００４７】
励磁パターン変化の位相を進める場合において、一つの励磁パターンの実行時間に相当する角度だけ進める場合、これとは異なる角度（位相）だけ進める場合に比して、回転数制御装置４４での処理が容易化されており、進角制御の単純化が実現されている。
【００４８】
なぜならば、例えば、進角調整のため進める位相を電気角６０度（図６（ｂ））ではなく、電気角４０度とした場合、図６（ｃ）に示すように、励磁パターン２から励磁パターン３に切換える時、時刻Ｋから励磁パターンの電気角２０度に相当する実行時間だけ経過した後の時刻Ｍに、逆転時相パターン設定部１８ｂは励磁パターン切換えを行わなければならない。
ここで、時刻Ｍを特定するためには、逆転時相パターン設定部１８ｂは、まず、回転数算出部１９からロータ１１の回転数（回転速度）情報をもらって、ロータ１１の位置検出信号が出力されてから、ロータ１１が電気角２０度だけ回転するのにどれだけの時間ｔを要するか算出する必要がある。加えて、別途タイマ手段を設け、該タイマ手段のカウントにより、時間Ｋから前記電気角２０度だけ回転するのに要する時間ｔが経過したか否かを判定するステップを要することとなる。つまり、励磁パターンの切換え処理が複雑なものとなってしまう。
要するに、ロータ１１の位置検出信号の出力をトリガとして励磁パターン切換えを行うことにより、タイマ手段、回転数算出部１９からの回転数情報を不要にし、逆転時相パターン設定部１８ｂの処理タイミングの特定を容易にするのである。
【００４９】
本実施の形態にて、逆転時において、一つの励磁パターンの実行時間に相当する角度（位相）である電気角６０度だけ進める代わりに、例えば二つの励磁パターンの実行時間に相当する１２０度以上進めるとする。この場合、固定子励磁位置（ステータコイル１２・１３・１４配置位置）が、ロータ１１の実際の位置に対して先行しすぎて、ロータ１１がステータコイル１２・１３・１４の励磁に追従することができず、正常なモータの回転が実現できなくなる恐れがある。
【００５０】
また、前記第一所定電気角Ｅ１は、第二所定電気角Ｆの半分の角度とされている。
この対応関係が、前述した第一所定電気角Ｅ１における第二所定電気角Ｆによる制約条件である。
図５（ａ）に示すように、正転回転時においては、前記目標切替え時刻Ｇに対する実際の切替え時刻Ｊｐのずれは、第一電気角Ｅ１と遅れ角Ｄとの差Ｌ１（｜Ｅ１−Ｄ｜）、である。
また、図５（ｂ）に示すように、逆転回転時においては、前記目標切替え時刻Ｇに対する実際の切替え時刻Ｋのずれは、第一電気角Ｅ１および遅れ角Ｄの和と第二電気角との差Ｌ２（｜Ｅ１＋Ｄ−Ｆ｜）、である。
ここで、第一所定電気角Ｅ１が第二所定電気角Ｆの半分（Ｅ１＝Ｆ／２）であるとすると、目標切替え時刻Ｇと切替え時刻Ｋとの差Ｌ２は、目標切替え時刻Ｇと切替え時刻Ｊｐとの差Ｌ１（｜Ｅ１−Ｄ｜）に等しくなる。
【００５１】
以上のように、第一所定電気角Ｅ１を第二所定電気角Ｆの半分の角度とすることで、正逆両回転時において、目標切替え時刻Ｇと、各進角調整により早まった実際の切替え時刻Ｊｃ・Ｋとの差が、同一の大きさとなる。
つまり、正逆両回転において、励磁パターン変化の位相の進み量を合わせることができ、正転時と逆転時とで、進角量がどちらかに偏ることもなく、直流ブラシレスモータ６の回転駆動の効率が均一となる。
例えば、正転時における第一所定電気角を（３０度ではなく）４０度とし、第二所定電気角を６０度とした場合、正転時の進角量（差Ｌ１）は、｜４０度−Ｄ｜となる。他方、逆転時の進角量（差Ｌ２）は、｜４０度＋Ｄ−６０度｜となり、｜Ｄ−２０度｜である。したがって、進角調整による効果が正転時の方に偏り、正転時と逆転時との間で、回転駆動の効率に不均衡が生じてしまう。
なお、第一所定電気角Ｅ１を第二所定電気角Ｆの半分の角度とすることによる効果は、第二所定電気角Ｆを一つの励磁パターンの実行時間に相当する角度とする場合に限定されない。
【００５２】
前記実施の形態では、多重撚糸機１において、正逆回転切換可能なモータ６に適用したものを示したが、これ以外に、例えば、給紙ボビンから糸を解舒し、糸欠陥を除去しつつ巻取りパッケージに巻取る自動ワインダの巻取りドラムに適用しても良い。具体的には、通常巻取時を正転とし、糸継ぎ時、巻取りパッケージから糸の口出しを行うべく巻取りドラムを逆転させて一旦巻取られたパッケージの糸を引き出す時を逆転時とする。正転時では、センサをずらした機械的な進角調整により進角を行い、逆転時には、制御により、励磁パターン変化の位相を進めて駆動信号を出力するようにする。これにより、正逆両回転での進角調整が可能になり、効率良くモータを回転させることができる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、正逆転切換可能な直流ブラシレスモータにおいて、回転子の位置を検出してモータ制御装置に回転子位置検出信号を出力するセンサを第一の所定電気角だけずらすことで、正転時には、前記回転子位置検出信号の出力タイミングを早め、モータ駆動信号出力タイミングの遅れを補償して、モータ制御の進角調整が行なわれるモータであって、
該直流ブラシレスモータの制御装置は、逆転時には、前記駆動信号を構成する固定子励磁パターン変化の位相を逆転時の回転方向で第二の所定電気角だけ進めるように駆動信号を出力するので、
正方向回転の進角調整を行った場合でも、逆方向回転に際して、励磁パターンの切替えタイミングを適切に合わせることができ、正逆いずれの方向の回転でも効率良くモータを駆動させることができる。
【００５４】
請求項２記載の如く、前記駆動信号は、センサから回転子位置検出信号が出力される毎に固定子励磁パターンを切換えるものであって、固定子励磁パターンの切換えが等角度毎になされるようにセンサを配置すると共に、
前記第二の所定電気角は、一度センサから回転子位置検出信号が出力されてから次に回転子位置検出信号が出力されるまでの励磁パターン切換えの間隔に相当する電気角とし、
逆転時には、センサから回転子位置検出信号が出力されると、一つ先の固定子励磁パターンを出力することで、固定子励磁パターン変化の位相を第二の所定電気角だけ進めるものとしたので、
回転子位置検出信号の出力をトリガとして励磁パターンの切換えが行われるものとなり、進角制御に要する処理に際し、一つの励磁パターンの実行時間に相当する角度だけ駆動信号の出力タイミングを進めることとなり、これとは異なる角度（位相）だけ進める場合に比して、制御装置での処理が容易化されており、進角制御の単純化が実現されている。
【００５５】
請求項３記載の如く、第一の所定電気角は、第二の所定電気角の半分の角度としたので、
正逆両回転において、励磁パターン変化の位相の進み量合わせることができ、正転時と逆転時とで、進角量がどちらかに偏ることなく、直流ブラシレスモータの回転駆動の効率が均一となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単錘駆動型多重撚糸機１の構成を示す図である。
【図２】直流ブラシレスモータ６を制御する回転数制御装置４４の構成を示すブロック図である。
【図３】直流ブラシレスモータ６の構成を示す図である。
【図４】一方向回転時における時刻Ｈ・Ｇと角Ｄ・Ｅ０との対応を示す図である。
【図５】正逆回転時における時刻Ｋ・Ｇ・Ｈｃ・Ｊｃと角Ｄ・Ｅ１・Ｆとの対応を示す図であり、特に図５（ａ）は正転回転時を示し、図５（ｂ）は逆転回転時を示す。
【図６】励磁パターン変化と切替え時刻との対応における位相を変化しない場合（ａ）位相を第二所定電気角Ｆ進めた場合（ｂ）、位相を４０度進めた場合（ｃ）と、磁気センサ１５ａのタイムチャート（ｄ）、磁気センサ１５ｂのタイムチャート（ｅ）、磁気センサ１５ｃのタイムチャート（ｆ）を示す図である。
【符号の説明】
１  多重撚糸機
６  直流ブラシレスモータ
１５ａ・１５ｂ・１５ｃ  磁気センサ
４４  回転数制御装置
Ｄ  遅れ角
Ｅ０・Ｅ１  第一所定電気角
Ｆ  第二所定電気角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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