(57)【要約】【課題】ＰＷＭセンサレス駆動において、ＰＷＭ動作による電流変化に伴う誘導電圧による影響を考慮し、安定したＰＷＭセンサレス起動が可能なモータ及びディスク装置を提供する。【解決手段】本発明においては、位置検出器３０が検出信号切換え回路３９Ａとノイズ除去回路３８と検出回路３９Ｂを含んで構成されており、検出信号切換え回路３９Ａが起動開始から所定の回転速度に達するか、もしくは所定回数の位置検出パルス信号ＦＧを検出するまで検出信号を論理的に反転した反転検出信号を出力するよう構成されており、ＰＷＭのオン動作中にのみ位置検出動作を行わせてＰＷＭセンサレス起動させている。【選択図】        図１
2004312855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
複数相のコイルと、
複数個の第１の駆動トランジスタと複数個の第２の駆動トランジスタとを含み、前記複数相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記複数相のコイルの端子電圧に応動して前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の出力する位置信号に応動して前記電力供給手段による前記複数相のコイルへの通電を制御する通電制御手段と、
速度指令信号を出力する指令手段と、
前記電力供給手段の前記複数個の第１の駆動パワートランジスタと前記複数個の第２の駆動パワートランジスタの少なくとも１個のパワートランジスタを前記速度指令信号に応動して高周波スイッチング動作させるスイッチング動作手段と、を具備するモータであって、
前記位置検出手段は、前記コイルの未通電相の端子電圧と前記複数相コイル共通電位の中点電圧との比較出力により得られる電圧比較信号に応動して前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号とを切換えて出力する位置検出信号切換手段を備え、前記高周波スイッチング動作のオン動作中は前記位置検出信号切換手段の出力信号を前記位置信号として用いることを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記位置検出信号切換手段は、前記位置信号に基づいて得られる前記ロータの回転速度が所定回転数を超えているか否かを判定し、前記所定回転数を超えた場合には状態判定信号を出力する状態判定手段を備え、少なくとも１回の前記状態判定信号の入力により、前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号との切換えを行うことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項３】
前記位置検出信号切換手段は、少なくとも１回の前記位置信号の入力により、前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号との切換えを行うことを特徴とする請求項１に記載のモータ。
【請求項４】
前記位置検出信号切換手段は、少なくとも１回の前記状態判定信号と少なくとも１回の前記位置信号を論理積した信号の入力により、前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号との切換えを行うことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項５】
前記位置検出信号切換手段は、前記高周波スイッチング動作の有無を判定するスイッチング動作判定手段を備え、少なくとも１回の前記高周波スイッチング動作が行われている場合に前記高周波スイッチング動作判定手段から出力されるＰＷＭ動作信号と前記状態判定信号との論理積のＰＷＭ動作状態判定信号の入力により、前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号との切換えを行うことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項６】
前記速度指令信号に応動した通電開始状態から第１の所定時間内に前記ＰＷＭ動作信号が出力されない場合に、少なくとも１回の前記高周波スイッチング動作を第２の所定時間内、強制的に行わせる強制高周波スイッチング手段を備え、前記第２の所定時間は前記状態判定信号が出力されるまでとすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項７】
前記スイッチング動作手段は、前記高周波スイッチング動作のオフからオンへの変化時点を含む第３の所定時間において前記位置信号を出力する前記高周波スイッチング動作のオフ動作中の検出動作を禁止し、前記第３の所定時間以降において前記高周波スイッチング動作のオン動作中の検出動作を実施するオン動作検出手段と、前記高周波スイッチング動作のオンからオフへの変化時点を含む第４の所定時間において前記位置信号を出力する高周波スイッチング動作のオン動作中の検出動作を禁止し、前記第４の所定時間以降において高周波スイッチング動作のオフ動作中の検出動作を実施するオフ動作検出手段と備え、前記オン動作検出手段の出力と前記オフ動作検出手段の出力とを前記状態判定信号に応動して切換えることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【請求項８】
前記位置検出手段は、前記複数相のコイルの端子電圧と、前記複数相のコイルの中性点電圧または前記複数相のコイルの端子電圧から擬似的に構成した中性点電圧とを直接比較することにより前記ロータの回転位置を検出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ。
【請求項９】
少なくとも、ディスクから信号再生を行う、または、ディスクに信号記録を行うヘッド手段と、
少なくとも、前記ヘッド手段の出力信号を処理して再生情報信号を出力する、または、記録情報信号を信号処理して前記ヘッド手段に出力する情報処理手段と、
前記ディスクを直接的に回転駆動させるロータと、
複数相のコイルと、
複数個の第１の駆動トランジスタと複数個の第２の駆動トランジスタとを含み、前記複数相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、
前記複数相のコイルの端子電圧に応動して前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の出力する位置信号に応動して前記電力供給手段による前記複数相のコイルへの通電を制御する通電制御手段と、
速度指令信号を出力する指令手段と、
前記電力供給手段の前記複数個の第１の駆動パワートランジスタと前記複数個の第２の駆動パワートランジスタの少なくとも１個のパワートランジスタを前記速度指令信号に応動して高周波スイッチング動作させるスイッチング動作手段と、
を具備するディスク装置であって、
前記位置検出手段は、前記コイルの未通電相の端子電圧と前記複数相コイル共通電位の中点電圧との比較出力により得られる電圧比較信号に応動して前記ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転して生成された反転検出信号とを切換えて出力する位置検出信号切換手段を備え、前記高周波スイッチング動作のオン動作中は前記位置検出信号切換手段の出力信号を前記位置信号として用いることを特徴とするディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭセンサレス駆動を行うモータ、及びそのモータを用いたディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は従来のモータの構成を示すブロック図であり、この図２１を用いて、従来のモータの動作を簡単に説明する。ロータ１０１０は永久磁石による界磁部を有し、３相のコイル１０１１、１０１２、１０１３との相互作用により回転力を発生する。電力供給器１０２０は、３個ずつに上側と下側に分かれたパワートランジスタを含んで構成され、上側と下側の各パワートランジスタが直列接続され、その接続点に各相のコイルの一端が接続されている。上側パワートランジスタ及び下側パワートランジスタを含んで構成された電力供給器１０２０は、コイル１０１１、１０１２、１０１３への電力供給を行う。位置検出器１０３０は各コイル１０１１、１０１２、１０１３の一端の端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と他端の共通電圧Ｖｃとを比較し、その比較結果に応動した検出パルス信号ＦＧを出力する。指令器１０４０はロータ１０１０を速度制御する速度指令信号ＥＣをスイッチング制御器１０５０へ出力する。スイッチング制御器１０５０は指令器１０４０の速度指令信号ＥＣに応動して電力供給器１０２０のパワートランジスタを高周波スイッチング動作させるためのＰＷＭ信号Ｗｐを通電制御器１０６０へ出力する。通電制御器１０６０は位置検出器１０３０の検出パルス信号ＦＧとスイッチング制御器１０５０のＰＷＭ信号Ｗｐに応動してコイル１０１１、１０１２、１０１３への通電を制御するための通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３及びＭ１、Ｍ２、Ｍ３を電力供給器１０２０へ出力する。これにより、電力供給器１０２０がコイル１０１１、１０１２、１０１３に対して通電制御された電力供給を行い、モータ１０１０はＰＷＭセンサレスで駆動される。
【０００３】
さらに、従来のモータにおいては、ロータ位置検出の誤動作を防止するために、高周波スイッチング動作に応じたマスク処理を行った出力信号を通電切換えに用いる位置検出信号として用いている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記のように構成された従来のモータにおいては、コイルの中性点が高周波スイッチング動作のオフ状態の時に、電源電圧もしくはグランド電圧に引き込まれ、位置検出動作を行うことが困難になる。このような問題を解決するために、別の構成の従来のモータにおいては、高周波スイッチング動作のオン動作中にのみ位置検出動作を行わせるものがあった。（例えば、特許文献２参照。）
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４５９５号公報
【特許文献２】特開平８−２２３９７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のモータの構成においては次のような課題があった。従来のモータでは、位置検出器１０３０において各コイル１０１１、１０１２、１０１３の一端の端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と共通電圧Ｖｃとを比較して、その比較結果に応動した検出パルス信号ＦＧを通電制御器１０６０へ出力し、通電制御器１０６０は検出パルス信号ＦＧに応動した上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３及び下側通電制御信号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を電力供給器１０２０へ出力している。これにより、電力供給器１０２０はコイル１０１１、１０１２、１０１３に電力を供給し、モータのセンサレス駆動を行わせていた。したがって、起動初期において位置検出器１０３０でロータ位置を誤検出した場合、その誤検出した情報により通電制御を行って、センサレス駆動が実施されるため、従来のモータでは起動失敗を引き起こす可能性が高いという問題があった。
【０００７】
起動初期においてはロータ位置が不定であり、回転速度が遅いため、コイル１０１１、１０１２、１０１３に誘起される逆起電圧が小さく、ロータ位置検出を正確に行うことは困難であった。したがって、従来のモータのセンサレス駆動においては、起動失敗を起こすことがあり、大きな問題を有していた。特に、モータをＰＷＭセンサレス起動させる場合には、ＰＷＭ動作による電流変化に伴う誘導電圧が検出相の端子電圧に重畳されるため、ＰＷＭセンサレス起動時の誘導電圧による影響を受けて、ロータ位置を誤検出してしまい、起動失敗を起こすことがあった。そのため、従来のモータにおいては、起動時において特定相にロータを引きつけて位置固定を行った後、起動させるよう構成した装置があった。このようなモータにおいては、初期位置固定のために要する時間が長くなるため、起動時間が長くなるという問題があった。
本発明は上記のような従来のモータにおける問題を解決するものであり、ＰＷＭセンサレス駆動において、ＰＷＭ動作による電流変化に伴う誘導電圧の影響を考慮して、安定したＰＷＭセンサレス駆動が可能なモータ及びこのモータを用いたディスク装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成のモータは、ロータと、複数相のコイルと、複数個の第１の駆動トランジスタと、複数個の第２の駆動トランジスタとを含み、前記複数相のコイルに電力を供給する電力供給手段と、前記複数相のコイルの端子電圧に応動して前期ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力信号に応動して前記電力供給手段による前記複数相のコイルへの通電を制御する通電制御手段と、速度指令信号を出力する指令手段と、前記電力供給手段の前記複数個の第１の駆動パワートランジスタと前記複数個の第２の駆動パワートランジスタの少なくとも１個のパワートランジスタを前記速度指令信号に応動して高周波スイッチング動作させるスイッチング動作手段と、を具備するモータ装置であって、
前記位置検出手段は、前記コイルの未通電相の端子電圧と前記複数相コイルの共通電位を比較出力する比較信号に応動して前期ロータの回転位置を検出する検出信号と前記検出信号の論理を反転した反転検出信号を切換える位置検出信号切換手段を備え、前記高周波スイッチング動作のオン動作中に位置検出信号切換手段の出力信号を出力することを特徴とするモータ装置である。
【０００９】
このように構成することにより、スイッチング動作のオン動作中に位置検出を行うため、ＰＷＭ動作による電流変化量が正の場合にのみ位置検出を行い、その際に得られた検出信号の論理を反転した反転検出信号を位置検出信号切換手段から出力することにより、誘導電圧による起動失敗を防ぐことが可能となる。つまり、安定したＰＷＭセンサレス起動が可能となる。
さらに、前記ロータの状態を判定する回転速度判定手段を備え、少なくとも１回の前記回転速度判定手段の状態判定信号を前記位置検出信号切換手段に用いることを特徴とする。
このように構成することにより、ＰＷＭセンサレス起動させた場合の誘導電圧による影響で位置を誤検出するような状態を脱した後は、位置検出信号切換手段により前記検出信号を位置信号とすることにより、定常回転時は安定した動作が可能となる。
これら及びその他の構成や動作については、実施の形態の説明において詳細に説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００１１】
《実施の形態１》
図１から図４に本発明に係る実施の形態１のモータを示す。図１は実施の形態１のモータの構成を示すブロック図である。
図１において、ロータ１０には永久磁石の発生磁束により複数極の界磁磁束を発生する界磁部が取り付けられている。３相のコイル１１、１２、１３は固定体であるステータに設けられており、各相のコイル１１、１２、１３はロータ１０との相対関係において互いに電気的に１２０度相当ずれた位置に配置されている。各コイル１１、１２、１３の一端は電力供給器２０に接続され、他端は共通接続されている。３相コイル１１、１２、１３は３相の駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３により３相磁束を発生し、ロータ１０との相互作用によって駆動力を発生し、ロータ１０及びこのロータ１０に取り付けられたディスク１を回転させる。
【００１２】
電力供給源である直流電源５は負極端子側をアース電位とし、正極端子側に所要の直流電圧Ｖｍを供給している。直流電源５の正極端子側には電流検出器５１を介して３個の上側パワートランジスタ２１、２２、２３の電流流入側端子が共通接続され、上側パワートランジスタ２１、２２、２３の電流流出側端子にはそれぞれ３相コイル１１、１２、１３の電力供給側端子が接続されている。また、直流電源５の負極端子側には３個の下側パワートランジスタ２５、２６、２７の電流流出側端子が共通接続され、下側パワートランジスタ２５、２６、２７の電流流入側端子にはそれぞれ３相コイル１１、１２、１３の電力供給側端子が接続されている。さらに、上側パワートランジスタ２１、２２、２３には上側パワーダイオード２１ｄ、２２ｄ、２３ｄがそれぞれ逆並列接続され、下側パワートランジスタ２５、２６、２７には下側パワーダイオード２５ｄ、２６ｄ、２７ｄがそれぞれ逆並列接続されている。なお、上側パワートランジスタ２１、２２、２３及び下側パワートランジスタ２５、２６、２７はＮチャンネル電界効果型パワートランジスタを使用し、各Ｎチャンネル電界効果型パワートランジスタに逆並列接続されて形成された寄生ダイオードをそれぞれ上側パワーダイオード２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ及び下側パワーダイオード２５ｄ、２６ｄ、２７ｄとして使用している。
【００１３】
電力供給器２０は上側パワートランジスタ２１、２２、２３及び下側パワートランジスタ２５、２６、２７、ならびに上側パワーダイオード２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ及び下側パワーダイオード２５ｄ、２６ｄ、２７ｄで構成される。上側パワートランジスタ２１、２２、２３は、通電制御器６０からの上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３に応動して直流電源５の正極端子側と３相コイル１１、１２、１３の電力供給側端子間の電力供給路を開閉動作し、３相コイル１１、１２、１３への駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の正極側電流を供給する電流路を形成する。上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、スイッチング制御器５２のＰＷＭ信号Ｗｐにより各通電区間においてディジタル的なＰＷＭ信号になっている。つまり、上側パワートランジスタ２１、２２、２３は高周波スイッチング動作を行う。下側パワートランジスタ２５、２６、２７は、通電制御器６０の下側通電制御信号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に応動して直流電源５の負極端子側と３相コイル１１、１２、１３の電力供給側端子間の電力供給路を開閉動作し、３相コイル１１、１２、１３への駆動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の負極側電流を供給する電流路を形成する。なお、スイッチング制御器５２の構成及び動作の詳細は後述する。
【００１４】
位置検出器３０はディスク１及びロータ１０の回転位置を検出し、その検出結果に対応した位置検出パルス信号ＦＧを出力する。図２に位置検出器３０の具体的な構成を示す。位置検出器３０は４個の入力抵抗３１、３２、３３、３４と３個の電圧比較回路３５、３６、３７と検出信号切換回路３９Ａとノイズ除去回路３８と検出回路３９Ｂとを具備している。
【００１５】
３相コイル１１、１２、１３の一端に生じる端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及び共通接続された中点電圧Ｖｃはそれぞれ入力抵抗３１、３２、３３及び３４を介して電圧比較回路３５、３６、３７に入力される。各電圧比較回路３５、３６、３７は各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と中点電圧Ｖｃとを直接比較し、その比較結果に応動した電圧比較信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれ出力する。検出信号切換回路３９Ａは、電圧比較回路３５、３６、３７からの電圧比較信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とそれらを論理的に反転した信号のいずれかを選択して、切換信号Ｃ１Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ｓを出力する。なお、検出信号切換回路３９Ａの構成及び動作の詳細は後述する。位置検出器３０における検出信号の切換えには検出信号切換器７０の出力信号である状態判定信号ＮＳを用いる。検出信号切換器７０は、位置検出パルス信号ＦＧを用いてディスク１及びロータ１０の状態判定を行い、ディスク１及びロータ１０の状態を示す状態判定信号ＮＳを出力する。
【００１６】
検出信号切換回路３９Ａの具体的な回路構成を図３を用いて説明する。図３は検出信号切換回路３９Ａの具体的な構成を示す回路図である。
検出信号切換回路３９Ａは比較結果に応動した電圧比較信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３からインバータ回路３０１、３０２、３０３を介し電圧比較反転信号Ｃ１−、Ｃ２−、Ｃ３−を生成する。また、状態判定信号ＮＳからインバータ回路３００を介し状態判定反転信号ＮＳ−を生成する。
次に、状態判定信号ＮＳと電圧比較信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、又は状態判定反転信号ＮＳ−と電圧比較反転信号Ｃ１−、Ｃ２−、Ｃ３−の各々の信号が論理積ゲート回路３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９に入力されて、論理積ゲート回路後信号が各論理和ゲート回路３１０、３１１、３１２に出力される。次に、各論理和ゲート回路３１０、３１１、３１２により２つの論理積ゲート回路３０４と３０５、３０６と３０７、３０８と３０９の２出力を加算した切換信号Ｃ１Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ｓが検出信号切換回路３９Ａの出力信号となる。
【００１７】
ノイズ除去回路３８は検出信号切換回路３９Ａの切換信号Ｃ１Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ｓに含まれる高周波スイッチング動作に伴うスイッチングノイズのノイズ除去を行い、ノイズ除去後電圧比較信号Ｃ１Ｒ、Ｃ２Ｒ、Ｃ３Ｒを出力する。なお、ノイズ除去にはスイッチング制御器５２のマスク信号Ｗｍを用いる。マスク信号Ｗｍについては後述する。
次に、位置検出器３０の検出回路３９Ｂは、ノイズ除去回路３８のノイズ除去後電圧比較信号Ｃ１Ｒ、Ｃ２Ｒ、Ｃ３Ｒと通電制御器６０の検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１〜６が入力されて、ディスク１及びロータ１０の位置検出を行うための検出パルス信号ＦＧだけを出力する。すなわち、検出回路３９Ｂは、ディスク１及びロータ１０の位置検出の結果に対応した検出パルス信号ＦＧを出力する。検出パルス信号ＦＧは指令器４０と通電制御器６０と検出信号切換器７０に入力される。
なお、位置検出器３０の構成においては、図５に示すように、ノイズ除去回路３８と検出信号切換回路３９Ａの回路配置を交代させてもよい。このようにノイズ除去回路３８と検出信号切換回路３９Ａを交代させた構成においても、位置検出器３０の各回路は先に説明した位置検出器３０の各回路と同じ動作を行い、実質的に同等の効果を有する。
【００１８】
以下、位置検出器３０の検出回路３９Ｂに入力される検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１〜６について説明する。
検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１〜６は通電制御器６０の出力信号であり、それぞれ未通電相における３相コイル１１、１２、１３に誘起される逆起電圧の立ち上がり及び立ち下がりゼロクロスの検出用ウィンドウに対応している。例えば、検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１はコイル１１の逆起電圧の立ち上がりゼロクロス検出用ウィンドウとなり、検出ウィンドウ信号ＷＩＮ２はコイル１３の逆起電圧の立ち下がりゼロクロス検出用ウィンドウとなり、検出ウィンドウ信号ＷＩＮ３はコイル１２の逆起電圧の立ち上がりゼロクロス検出用ウィンドウとなる。このように検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１〜６は電気角で６０度づつ位相がずれた信号となる。
指令器４０はディスク１及びロータ１０の回転速度を所定速度に速度制御する速度制御回路を含んで構成され、位置検出器３０からの検出パルス信号ＦＧによりディスク１及びロータ１０の回転速度を検出し、目標回転速度との差に応動した速度指令信号Ａｃをスイッチング制御器５２に出力する。
【００１９】
図１に示すように、スイッチング動作器５０は電流検出器５１とスイッチング制御器５２を含んで構成されている。図４はスイッチング動作器５０の具体的な構成を示すブロック図である。電流検出器５１は電流検出抵抗１１０を含んで構成され、直流電源５の正極端子側から上側パワートランジスタ２１、２２、２３を介して３相コイル１１、１２、１３に供給される通電電流Ｖｍまたは供給電流に比例した電流検出信号Ａｄを出力する。スイッチング制御器５２は、電流検出器５１の電流検出信号Ａｄと指令器４０からの速度指令信号Ａｃとの比較を行い、その比較結果に応動したＰＷＭリセット信号Ｐｒを形成し、そのＰＷＭリセット信号Ｐｒに応動したＰＷＭ信号Ｗｐとマスク信号Ｗｍを出力する。ＰＷＭ信号Ｗｐは通電制御器６０に入力され、マスク信号Ｗｍは位置検出器３０のノイズ除去回路３８に入力される。ＰＷＭ信号Ｗｐは電力供給器２０の上側パワートランジスタ２１、２２、２３及び下側パワートランジスタ２５、２６、２７を高周波スイッチング動作（ＰＷＭ動作）させる信号となる。
なお、実施の形態１のモータにおいては、電流検出器５１を直流電源５の正極端子側と上側パワートランジスタ２１、２２、２３との間に設けた構成としているが、直流電源５の負極端子側と下側パワートランジスタ２５、２６、２７との間に設けた構成としても同様の効果を奏する。
【００２０】
図４に示すように、スイッチング制御器５２は比較回路１１１と基準トリガ発生回路１１２とＰＷＭ信号作成回路１１３とマスク信号作成回路１１６とを含んで構成される。比較回路１１１は電流検出器５１の電流検出信号Ａｄと指令器４０の速度指令信号Ａｃとの比較を行い、その比較結果に応動したＰＷＭリセット信号Ｐｒを出力する。具体的には、電流検出信号Ａｄが速度指令信号Ａｃよりも大きくなるとＰＷＭリセット信号Ｐｒは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに状態変化する。基準トリガ発生回路１１２は一定周期Ｔｐで基準トリガ信号Ｐｓを出力する回路である。具体的に周波数１／Ｔｐは、２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの値である。ＰＷＭ信号作成回路１１３は比較回路１１１のＰＷＭリセット信号Ｐｒと基準トリガ発生回路１１２の基準トリガ信号ＰｓによりＰＷＭ信号Ｗｐを出力する。図６に基準トリガ信号ＰｓとＰＷＭリセット信号ＰｒとＰＷＭ信号Ｗｐの関係を示す。ＰＷＭ信号Ｗｐは一定周期Ｔｐの基準トリガ信号Ｐｓの立ち上がりエッジで“Ｈ”レベルに状態変化し、ＰＷＭリセット信号Ｐｒの立ち上がりエッジによって“Ｌ”レベルに状態変化する。このように、ＰＷＭ信号Ｗｐは電流検出信号Ａｄと速度指令信号Ａｃとの比較結果に応動したＰＷＭ信号となる。つまり、基本ＰＷＭ信号Ｗｂは指令器４０からの速度指令信号Ａｃに応動してデューティが変更されたＰＷＭ信号である。具体的には、目標回転速度に対してディスク１及びロータ１０の実回転速度が遅い場合、指令器４０の速度指令信号Ａｃは大きくなり、ＰＷＭ信号Ｗｐのオンデューティも大きくなる。また、逆に目標回転速度に対してディスク１及びロータ１０の実回転速度が早い場合、指令器４０の速度指令信号Ａｃは小さくなり、ＰＷＭ信号Ｗｐのオンデューティも小さくなる。また、目標回転速度とディスク１及びロータ１０の実回転速度がほぼ等しい場合、指令器４０の速度指令信号Ａｃは目標回転速度に対応した値となり、ＰＷＭ信号Ｗｐのオンデューティもほぼ目標回転速度に対応した値となる。
【００２１】
以上のように、実施の形態１のモータにおいては、指令器４０が位置検出器３０の検出パルス信号ＦＧからディスク１及びロータ１０の回転速度を検出し、目標回転速度との差に応動した速度指令信号Ａｃを出力する。そして、実施の形態１のモータは、その速度指令信号Ａｃに応動してＰＷＭ信号Ｗｐのオンデューティを変更させることにより、ディスク１及びロータ１０の速度制御が行われている。
【００２２】
通電制御器６０は位置検出器３０の検出パルス信号ＦＧに応動した上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３及び下側通電制御信号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を出力し、電力供給器２０の上側パワートランジスタ２１、２２、２３及び下側パワートランジスタ２５、２６、２７の３相コイル１１、１２、１３への通電制御を行う。上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３にはスイッチング制御器５２のＰＷＭ信号Ｗｐが論理合成されている。上側通電制御信号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３（ＰＷＭ信号Ｗｐ）により上側パワートランジスタ２１、２２、２３は高周波スイッチング動作（ＰＷＭ動作）を行い、下側通電制御信号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３により下側パワートランジスタ２５、２６、２７はフルオン動作を行う。
具体的に説明すると、コイル１１からコイル１２への通電制御がなされている場合、上側パワートランジスタ２１が上側通電制御信号Ｎ１（ＰＷＭ信号Ｗｐ）により高周波スイッチング動作（ＰＷＭ動作）を行い、下側パワートランジスタ２６が下側通電制御信号Ｍ２によりフルオン動作を行っている。上側パワートランジスタ２１がＰＷＭ信号Ｗｐによりオン動作している時、上側パワートランジスタ２１は直流電源５の正極側端子からコイル１１に正極側電流を供給し、下側パワートランジスタ２６は直流電源５の負極側端子からコイル１２に負極側電流を供給している。次に、ＰＷＭ信号Ｗｐがオフするとコイル１１に流れていた正極側電流はコイル１２のインダクタンス作用により流れ続けようとするため、同一相の下側パワーダイオード２５ｄによりコイル１１に正極側電流を供給する。
実施の形態１のモータにおいては、以上のようにＰＷＭセンサレス駆動が行われる。また、先にも説明したように通電制御器６０は位置検出器３０の検出パルス信号ＦＧに応動した検出ウィンドウ信号ＷＩＮ１〜６を出力している。
【００２３】
一般に、従来のモータのセンサレス駆動においては、ディスク１及びロータ１０の回転位置を検出する必要があるため、未通電相区間、つまり、電力供給器２０における同相の上下パワートランジスタがオフ状態の区間を設け、その区間で該当するコイルに誘起される逆起電圧のゼロクロス検出を行って、モータのセンサレス駆動が行われていた。しかし、起動初期はロータ位置が不定であり、回転速度が遅いため、３相コイル１１、１２、１３に誘起される逆起電圧は小さく、位置検出が困難であった。そのため、従来のモータにおけるセンサレス駆動では起動失敗を起こすことがあり問題であった。特に、モータをＰＷＭ駆動させる場合には、ＰＷＭ動作による電流変化に伴う誘導電圧が検出相の端子電圧に重畳されており、従来のモータにおいてＰＷＭセンサレス起動させる場合、誘導電圧による影響で位置を誤検出し、起動失敗を起こすことがあった。このように、ＰＷＭ動作には電流変化に伴う誘導電圧が発生しており、特に起動初期においては誘導電圧が位置検出に対して大きな影響を与えていた。
【００２４】
以下、モータのＰＷＭセンサレス起動において生じる誘導電圧について説明する。ここで誘導電圧とはＰＷＭ動作による電流変化に伴い発生する電圧である。この誘導電圧について実施の形態１のモータを用いて具体的に説明すると、図１の電力供給器２０において、上側パワートランジスタ２１をＰＷＭ動作させ、下側パワートランジスタ２７をフルオン動作させる。この動作状態はコイル１１からコイル１３への通電状態であり、検出相はコイル１２となる。通常、モータが回転していない場合には共通接続された中点電圧Ｖｃと検出相（コイル１２）の端子電圧Ｖ２は等しくなり、その差電圧は０となるはずである。しかしながら、モータにＰＷＭ動作を行わせると、中点電圧Ｖｃに対して検出相の端子電圧Ｖ２にはＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧が重畳される。誘導電圧はＰＷＭ動作による電流変化に伴い発生する電圧であるが、電流変化量が正の場合と負の場合とではその特性は逆極性になる。また、電流変化量に対しても誘導電圧の大きさは変化する。
【００２５】
従来のモータにおけるディスク及びロータの起動方法としては、起動開始前に特定相にディスク及びロータを引きつけ、位置固定を行った後に起動させる方法があった。このように初期位置固定を行ってから起動させると安定したセンサレス起動が可能であるが、初期位置固定に要する時間が長くなるため、従来のモータにおいては、起動初期では強制同期駆動を行い、その後センサレス駆動に切り換える起動方法が多く用いられていた。
【００２６】
本発明に係る実施の形態１のモータのように電流検出器５１により３相コイル１１、１２、１３の駆動電流のピーク値制御を行う構成では、起動開始直後のＰＷＭのオンデューティは大きく、ほぼ１００％である。つまり、起動開始直後にはほとんどＰＷＭ動作のオン区間で位置検出を行う状態である。この場合、検出相の端子電圧にはＰＷＭ動作による正の電流変化に伴う誘導電圧が重畳され、その影響で位置を誤検出し、起動失敗を起こすおそれがあった。
そこで、実施の形態１のモータにおいては、起動開始時以外ではＰＷＭ動作のオン区間で位置検出を行う構成とし、起動開始時には位置信号として検出した信号の論理を反転した反転検出信号を用いる構成にした。具体的には、位置検出器３０に検出信号切換回路３９Ａを設け、起動開始時には検出信号切換回路３９Ａから反転検出信号を出力させ、位置検出器３０においてオン区間でのみ位置検出を行う構成とした。これにより、オン区間でのみ位置検出動作を行い、起動開始時に検出信号を論理的に反転して位置信号として用いる構成であるため、擬似的にＰＷＭ動作による負の電流変化における位置検出を行うこととなる。したがって、この時の誘導電圧特性は起動失敗を起こしていたＰＷＭ動作による正の電流変化に伴う誘導電圧特性に対して逆極性となる。このように構成することにより、実施の形態１のモータでは安定したＰＷＭセンサレス起動が可能となる。さらに、状態判定信号ＮＳに応動して、起動開始後に位置信号を反転検出信号から検出信号に切換えることにより安定したＰＷＭセンサレス動作が可能となる。
【００２７】
なお、本発明に係る実施の形態１のモータのＰＷＭセンサレス駆動制御において、オン区間をＡとし、オン後の第１の所定時間をＴａとすると、オン区間Ａは第１の所定時間Ｔａよりも長い時間（Ａ＞Ｔａ）であればどのような時間でもよい。実施の形態１のモータの構成においては、その他、本発明の趣旨を変えずに種々の変更が可能であり、そのような構成は本発明に含まれることはいうまでもない。
【００２８】
《実施の形態２》
以下、本発明に係る実施の形態２のモータについて説明する。実施の形態２のモータは前述の実施の形態１のモータと実質的に同じ構成を有しており、実施の形態２はモータにおける検出信号切換器の具体的な構成を示している。図７は実施の形態２のモータにおける検出信号切換器の構成を示すブロック図である。実施の形態２の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
実施の形態２のモータにおける検出信号切換器１７０について図７を参照して説明する。検出信号切換器１７０はカウンタ回路１７１とラッチ回路１７２とを備えている。カウンタ回路１７１には位置検出パルス信号ＦＧが入力され、この位置検出パルス信号ＦＧに応動してディスク１及びロータ１０の回転速度データが順次出力される。次に、回転速度データの中の所定の回転速度（回転数）を示す回転速度データの出力がラッチ回路１７２に少なくとも１回入力されたとき、ラッチ回路１７２は状態判定信号ＮＳを出力するよう構成されている。
検出信号切換器１７０は、上記のように構成されているため、実施の形態２のモータにおいては、検出信号切換器１７０の誤動作等による誤った状態での位置信号の切換えを確実に防止でき、安定したＰＷＭセンサレス起動が可能となる。また、実施の形態２のモータにおいては、状態判定信号ＮＳに応動して位置信号を反転検出信号から検出信号に切換えることにより安定したＰＷＭセンサレス動作が可能となる。
なお、実施の形態２のモータにおいて、ディスク１及びロータ１０の状態判定は位置検出パルス信号ＦＧを用いて判定を行う構成に限定されず、その他の構成でディスク１及びロータ１０の状態判定を行ってもよい。
上記の実施の形態２のモータにおいては、回転速度データの中の所定の回転速度（回転数）を用いてラッチ回路１７２が状態判定信号ＮＳを出力するよう構成されており、この回転速度はロータの逆起電圧の最大値が相互インダクタンスによる最大発生電圧よりも大きくなる回転数に設定することが効果的である。
【００３０】
《実施の形態３》
以下、本発明に係る実施の形態３のモータについて説明する。図８は実施の形態３のモータにおける検出信号切換器の構成を示すブロック図である。実施の形態３のモータは前述の実施の形態１のモータと検出信号切換器７０以外の構成が実質的に同じであり、検出信号切換器７０の代わりに図８に示した検出信号切換器２７０が設けられている。したがって、実施の形態３の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３１】
実施の形態３のモータにおける検出信号切換器２７０について図８を用いて説明する。
図８に示すように、検出信号切換器２７０はラッチ回路２７３を具備している。このラッチ回路２７３には位置検出器３０からの位置検出パルス信号ＦＧが入力され、少なくとも１回の位置検出パルス信号ＦＧが入力されたときに、状態判定信号ＮＳを位置検出器３０に出力する構成となっている。
実施の形態３のモータにおいては、検出信号切換器２７０を用いることにより、安定なＰＷＭセンサレス起動を行った後、ディスク１及びロータ１０の回転速度に依存しない状態判定信号ＮＳに応動して位置信号が反転検出信号から検出信号に切換えられる。これにより、実施の形態３のモータは、安定したＰＷＭセンサレス動作を行うことが可能となる。
【００３２】
《実施の形態４》
以下、本発明に係る実施の形態４のモータについて説明する。図９は実施の形態４のモータにおける検出信号切換器の構成を示すブロック図である。実施の形態４のモータは前述の実施の形態１のモータと検出信号切換器７０以外の構成が実質的に同じであり、検出信号切換器７０の代わりに図９に示した検出信号切換器３７０が設けられている。したがって、実施の形態４の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
実施の形態４のモータにおける検出信号切換器３７０について図９を用いて説明する。
図９に示すように、検出信号切換器３７０はカウンタ回路３７１と第１のラッチ回路３７２と第２のラッチ回路３７３と論理積ゲート回路３７４とを具備している。カウンタ回路３７１と第２のラッチ回路３７３には位置検出パルス信号ＦＧが位置検出器３０から入力される。カウンタ回路３７１が出力する回転速度データの中で、所定の回転速度（回転数）を示す信号が第１のラッチ回路３７２に少なくとも１回入力されたとき、第１のラッチ回路３７２は第１の状態判定信号ＮＳ１を論理積ゲート回路３７４に出力する。第２のラッチ回路３７３は、位置検出器３０から少なくとも１回の位置検出パルス信号ＦＧが入力されたとき、第２の状態判定信号ＮＳ２を論理積ゲート回路３７４に出力する。論理積ゲート回路３７４は、第１の状態判定信号ＮＳ１と第２の状態判定信号ＮＳ２が入力され、論理積の演算処理を行い、その結果を状態判定信号ＮＳとして出力する。
実施の形態４のモータにおいては、検出信号切換器３７０の２つのラッチ回路３７２、３７３の論理積を用いることにより、安定なＰＷＭセンサレス起動が確実に行われた後、ディスク１及びロータ１０の回転速度に依存しない状態判定信号ＮＳに応動して位置信号が反転検出信号から検出信号に切換えられる。これにより、実施の形態４のモータは、安定したＰＷＭセンサレス動作を確実に行うことが可能となる。
【００３４】
《実施の形態５》
以下、本発明に係る実施の形態５のモータについて説明する。図１０は実施の形態５のモータの構成を示すブロック図である。図１１は実施の形態５のモータにおける検出信号切換器の構成を示すブロック図である。実施の形態５のモータは前述の実施の形態１のモータとスイッチング制御器５２と検出信号切換器７０以外の構成が実質的に同じであり、検出信号切換器７０の代わりに図１１に示した検出信号切換器７０Ａが設けられている。また、実施の形態５におけるスイッチング制御器５２Ａは、図４に示した実施の形態１におけるスイッチング制御器５２の構成を有してＰＷＭ信号Ｗｐを通電制御器６０と検出信号切換器７０Ａに出力するよう構成されており、検出信号切換器７０Ａから出力されたＰＷＭ動作状態判定信号ＮＳｏは位置検出器３０に入力されるよう構成されている。実施の形態５の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３５】
図１１に示すように、実施の形態５における検出信号切換器７０Ａは、カウンタ回路７１Ａとラッチ回路７２Ａと高周波スイッチング動作判定回路７４Ａと論理積ゲート回路７５Ａとを具備している。カウンタ回路７１Ａには位置検出器３０の位置検出パルス信号ＦＧが入力され、回転速度データを順次出力する。ラッチ回路７２Ａは回転速度データの中の所定の回転速度を示す信号が少なくとも１回入力されたとき、状態判定信号ＮＳを論理積ゲート回路７５Ａに出力する。
高周波スイッチング動作判定回路７４Ａは、少なくとも１回のＰＷＭ信号Ｗｐがスイッチング制御器５２Ａから入力されたとき、ＰＷＭ動作信号Ｗｏを“Ｈ”レベルの状態で論理積ゲート回路７５Ａに出力する。次に、論理積ゲート回路７５Ａは、状態判定信号ＮＳとＰＷＭ動作信号Ｗｏが入力されて論理積の演算処理を行い、その演算結果がＰＷＭ動作状態判定信号ＮＳｏとして出力される。このＰＷＭ動作状態判定信号ＮＳｏは、検出信号切換器７０Ａの出力として位置検出器３０とスイッチング制御器５２Ａに入力される。
【００３６】
上記のように構成された実施の形態５のモータにおいては、ＰＷＭセンサレスの起動時において高周波スイッチング動作が実施されていない場合には、ＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧が発生しないため、位置検出器３０の中でＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧を考慮した動作は停止される。一方、ＰＷＭセンサレスの起動時において高周波スイッチング動作が実施されている場合には、位置検出器３０の中でＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧を考慮した動作が実施される。したがって、実施の形態５のモータにおいては、高周波スイッチング動作の実施に無関係に安定したセンサレス起動を行うことが可能となる。
【００３７】
《実施の形態６》
以下、本発明に係る実施の形態６のモータについて説明する。図１２は実施の形態６のモータの構成を示すブロック図である。図１３は実施の形態６のモータにおける検出信号切換器の構成を示すブロック図である。実施の形態６のモータは前述の実施の形態１のモータとスイッチング制御器５２と検出信号切換器７０以外の構成が実質的に同じであり、検出信号切換器７０の代わりに図１３に示した検出信号切換器７０Ｂが設けられている。また、実施の形態６におけるスイッチング制御器５２Ｂは、図４に示した実施の形態１におけるスイッチング制御器５２の構成を有してＰＷＭ信号Ｗｐを通電制御器６０と検出信号切換器７０Ｂに出力するよう構成されている。検出信号切換器７０Ｂから出力された状態判定信号ＮＳは位置検出器３０に入力され、検出信号切換器７０Ｂから出力された強制スイッチング信号Ｗｋはスイッチング制御器５２ＢのＰＷＭ信号作成回路１１３（図４参照）に入力されるよう構成されている。実施の形態６の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
実施の形態６のモータにおける検出信号切換器７０Ｂは、カウンタ回路７１Ｂとラッチ回路７２Ｂと高周波スイッチング動作判定回路７４Ｂと強制高周波スイッチング回路７６Ｂとインバータ回路７７Ｂと論理積ゲート回路７８Ｂとを具備している。カウンタ回路７１Ｂには位置検出器３０からの位置検出パルス信号ＦＧが入力され、回転速度データを順次出力する。ラッチ回路７２Ｂは回転速度データの中の所定の回転速度を示す信号が少なくとも１回入力されたとき、状態判定信号ＮＳを出力する。この状態判定信号ＮＳが誘導電圧に影響されない通常のスイッチング動作時の検出信号切換器７０Ｂの出力となる。
【００３９】
一方、高周波スイッチング動作判定回路７４Ｂは、第１の所定時間Ｔｓの間に、スイッチング制御器５２Ｂから少なくとも１回のＰＷＭ信号Ｗｐが入力されていないとき、高周波スイッチング動作判定回路７４ＢはＰＷＭ動作信号Ｗｏを“Ｈ”レベルに維持して強制高周波スイッチング回路７６Ｂに出力する。次に、第１の所定時間Ｔｓの間に少なくとも１回のＰＷＭ信号Ｗｐが入力されたとき、高周波スイッチング動作判定回路７４Ｂは強制高周波スイッチング回路７６Ｂに“Ｌ”レベルのＰＷＭ動作信号Ｗｏを出力する。強制高周波スイッチング回路７６Ｂに“Ｈ”レベルのＰＷＭ動作信号Ｗｏが入力されると、強制高周波スイッチング回路７６Ｂは、強制スイッチング信号Ｗｓとして一定周期Ｔｐで“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとを繰り返す信号を論理積ゲート回路７８Ｂに出力する。なお、第１の所定時間Ｔｓを示す信号は、起動開始と同時に判定時間カウンタ回路にてカウントされ、その出力信号（Ｔｓ）が高周波スイッチング動作判定回路７４Ｂに入力されるよう構成されている。
【００４０】
論理積ゲート回路７８Ｂには、状態判定信号ＮＳがインバータ回路７７Ｂにより変換された信号と強制スイッチング信号Ｗｓとが入力される。論理積ゲート回路７８Ｂは、第２の所定時間Ｔｋの間、強制スイッチング信号Ｗｓを強制スイッチング信号Ｗｋとして出力する。ラッチ回路７２Ｂから出力される状態判定信号ＮＳは、第２の所定時間Ｔｋの間、Ｌレベルであるため、強制スイッチング信号Ｗｋが検出信号切換器７０Ｂの出力となる。なお、第２の所定時間Ｔｋとは、第１の所定時間Ｔｓ経過後、若しくは少なくとも１回のＰＷＭ信号Ｗｐが入力された後から、状態判定信号ＮＳが“Ｈ”レベルになるまでの期間をいう。
【００４１】
以下、実施の形態６のモータにおける具体的な動作を図１４を用いて説明する。実施の形態６のモータでは、スイッチング動作を示すＰＷＭ信号Ｗｐが高周波スイッチング動作判定回路７４Ｂに入力されなければ、高周波スイッチング動作判定回路７４ＢはＰＷＭ動作信号Ｗｏを“Ｌ”レベルに維持する。ＰＷＭ動作信号Ｗｏが“Ｌ”レベルに維持された状態が第１の所定時間Ｔｓの間継続した場合、強制高周波スイッチング回路７６Ｂから強制スイッチング信号Ｗｓが一定周期Ｔｐを有して“Ｈ”レベルと“Ｌ”レベルとを繰り返す信号が出力される。この強制スイッチング信号Ｗｓは、ＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧に影響されない状態と判定されるまで継続して出力される。すなわち、ＰＷＭ動作特有の現象である誘導電圧に影響されない状態を示す状態判定信号ＮＳが出力されるまでの第２の所定時間Ｔｋの間、強制スイッチング信号Ｗｓは継続して出力される。
【００４２】
実施の形態６のモータは、上記のように構成されているため、ＰＷＭセンサレスの起動時において高周波スイッチング動作が実施されていない場合には、一定期間強制スイッチング信号Ｗｋにより強制的な高周波スイッチング動作を行い、その高周波スイッチング動作に応じた位置検出動作を実施するよう構成されている。これにより、本発明に係る実施の形態６のモータは、安定したセンサレス起動が可能となる。
【００４３】
《実施の形態７》
以下、本発明に係る実施の形態７のモータについて説明する。図１５は実施の形態７のモータの構成を示すブロック図である。図１６は実施の形態７のモータにおけるスイッチング動作器５０Ｃの構成を示すブロック図である。実施の形態７のモータは前述の実施の形態１におけるスイッチング制御器５２と検出信号切換器７０以外の構成が実質的に同じであり、スイッチング制御器５２の代わりに図１６に示したスイッチング制御器５２Ｃが設けられている。また、実施の形態７における検出信号切換器７０Ｃは、状態判定信号ＮＳを位置検出器３０とスイッチング制御器５２Ｃのマスク信号作成回路１１６Ｃに入力されるよう構成されている。実施の形態７の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
スイッチング動作器５０Ｃは、電流検出器５１とスイッチング制御器５２Ｃで構成される。基本的な構成は実施の形態１のスイッチング動作器５０とほぼ同じである。
図１６に示すように、スイッチング制御器５２Ｃは比較回路１１１と基準トリガ発生回路１１２とＰＷＭ信号作成回路１１３とマスク信号作成回路１１６Ｃとを含んで構成されており、スイッチング制御器５２Ｃにおいてマスク信号作成回路１１６Ｃ以外の回路は図４に示したスイッチング制御器５２と同じである。マスク信号作成回路１１６Ｃには、ＰＷＭ信号作成回路１１３からのＰＷＭ信号Ｗｐが入力されると共に、検出信号切換器７０Ｃからの状態判定信号ＮＳが入力されている。マスク信号作成回路１１６Ｃは、位置検出器３０のノイズ除去回路３８にマスク信号Ｗｍを出力する。マスク信号Ｗｍが入力された位置検出器３０のノイズ除去回路３８は、電圧比較信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に重畳した高周波スイッチング動作に伴うスイッチングノイズを除去する。マスク信号Ｗｍの“Ｈ”レベル区間が高周波スイッチングノイズをマスクする区間であり、マスク信号Ｗｍの“Ｌ”レベル区間が位置検出可能な区間となる。
【００４５】
以下、実施の形態７のモータにおけるスイッチング動作器５０Ｃの具体的な動作を図１７を用いて説明する。
実施の形態７のモータにおいて、図１７に示すように、状態判定信号ＮＳが“Ｌ”レベルでは、マスク信号ＷｍはＰＷＭ信号Ｗｐのオン区間以外を全てマスクし、さらにＰＷＭ信号Ｗｐのオン後の第３の所定時間Ｔａをマスクする。状態判定信号ＮＳが“Ｈ”レベルでは、ＰＷＭ信号Ｗｐのオン後の第３の所定時間Ｔａをマスクするとともに、ＰＷＭ信号Ｗｐのオフ後の第４の所定時間Ｔｂをマスクする。
【００４６】
したがって、図１７に示すように、ディスク１及びロータ１０の回転位置検出可能区間は、状態判定信号ＮＳが“Ｌ”レベルでは、例えば、ＰＷＭ信号Ｗｐのオン区間Ａから第３の所定時間Ｔａを除いた区間Ｘのみとなる。また、状態判定信号ＮＳが“Ｈ”レベルでは、例えば、ＰＷＭ信号Ｗｐのオン区間Ａから第３の所定時間Ｔａを除いた区間Ｘ、及びＰＷＭ信号Ｗｐのオフ区間Ｂから第４の所定時間Ｔｂを除いた区間Ｙが、回転位置検出可能区間となる。
以上のように、実施の形態７のモータにおいて、状態判定信号ＮＳに応動して、ディスク１及びロータ１０の回転位置検出区間を切換えることにより、状態判定信号ＮＳが“Ｈ”レベルとなった後は回転位置検出区間が増すことによる位置誤差の少ないＰＷＭセンサレス動作が可能となる。
【００４７】
《実施の形態８》
以下、本発明に係る実施の形態８のモータについて説明する。図１８は実施の形態８のモータの構成を示すブロック図である。図１９は実施の形態８のモータにおける位置検出器３０Ａの構成を示すブロック図である。実施の形態８のモータは、前述の実施の形態１における位置検出器３０以外の構成が実質的に同じであり、実施の形態８における位置検出器３０Ａは図１９に示す構成を有している。前述の実施の形態１のモータにおいては、３相コイル１１、１２、１３の一端に生じる端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とそれぞれの他端が共通接続された中点電圧Ｖｃとを位置検出器３０に入力し、位置検出器３０においてディスク１及びロータ１０の回転位置の検出を行う構成であった。実施の形態８のモータでは、３相コイル１１、１２、１３の各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のみを位置検出器３０Ａに入力し、位置検出器３０Ａにおいてディスク１及びロータ１０の回転位置の検出を行っている点が実施の形態１の構成と異なる。実施の形態８の説明において、実施の形態１と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４８】
図１９に示した実施の形態８における位置検出器３０Ａの具体的な構成について説明する。位置検出器３０Ａにおいて、３相コイル１１、１２、１３の一端に生じた端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、各入力抵抗３１、３２、３３を介して各電圧比較回路３５、３６、３７の一方の入力端子に入力される。各電圧比較回路３５、３６、３７の他方の入力端子には、３相コイル１１、１２、１３の一端に生じた端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３から擬似的に作成された疑似中点電圧Ｖｃｉが入力される。疑似中点電圧Ｖｃｉは、３相コイル１１、１２、１３の一端に生じる端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３にそれぞれ抵抗３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃを接続し、抵抗３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの一端を共通接続することにより作成する。電圧比較回路３５、３６、３７は３相コイル１１、１２、１３の一端に生じる端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と疑似中点電圧Ｖｃｉとの直接比較を行う。電圧比較回路３５、３６、３７以降の回路構成は、前述の実施の形態１の位置検出器３０と同じである。
以上のように、本発明に係る実施の形態８のモータにおいては、３相コイル１１、１２、１３の一端に生じた端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のみを用いてディスク１及びロータ１０の回転位置を検出する構成により、安定したＰＷＭセンサレス動作を行うことが可能となる。
【００４９】
実施の形態８のモータにおいては、位置検出器３０Ａには３相コイル１１、１２、１３の一端に生じる各端子電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が入力され、他方の中点電圧が入力されない構成であるため、前述の実施の形態１のモータと比較して、位置検出器への入力ラインを１つ削減できるという効果を有する。すなわち、実施の形態８においては、３相コイルの中点電圧から位置検出器への配線１本と位置検出器の入力端子１個を削減できる。
なお、実施の形態８のモータにおいては、実施の形態１のモータと同じ動作を行い、起動開始時には検出信号切換回路３９Ａから反転検出信号を出力し、位置検出器３０Ａはオン動作中にのみディスク１及びロータ１０の回転位置の検出を行う構成である。そのため、実施の形態８のモータは、安定したＰＷＭセンサレス起動が可能となる。
その他、本発明の趣旨を変えずして種々の変更が可能であり、そのように変更した構成は本発明に含まれることはいうまでもない。
【００５０】
《実施の形態９》
以下、本発明に係る実施の形態９のディスク装置について説明する。図２０は実施の形態９のディスク装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態９のディスク装置は、前述の実施の形態１のモータにヘッド２と情報処理器３を設けた構成である。ヘッド２は、回転しているディスク１上の情報信号を再生する信号及びディスク１上へ情報信号を記録する信号を出力する。情報処理器３は、ヘッド２からの出力信号を処理する。なお、実施の形態９におけるモータの各々の構成要素の動作については先に述べた実施の形態１における動作と同様であるため省略する。
【００５１】
上記のように構成することにより、実施の形態９のディスク装置においては、モータに搭載されたディスク１においても、余分なセンサを用いずに安定したＰＷＭセンサレス起動及び動作を行うことができる。したがって、実施の形態９のディスク装置は、低コストで、さらに回転速度を迅速に立ち上げることが可能な、安定した回転を行うことができる。実施の形態９のディスク装置は安価な構成で、迅速かつ高精度にディスク１からの信号を得ることができ、起動時間の短縮及び誤検出の防止を図ることができる。
また、実施の形態９の構成によれば、ノートパソコン等において省エネ動作中にディスク１の回転／停止を繰り返すようなディスク装置においては、起動失敗が無く起動時間が短いことによる応答速度の速い動作が可能となる。また、起動時においてもＰＷＭ動作を行うことが可能となるため、ディスク装置の起動時における低消費電力化を図ることができる。
【００５２】
なお、実施の形態９のディスク装置は実施の形態１で説明したモータを用いた構成であるが、本発明のディスク装置としては前述の実施の形態２〜８において説明したモータを用いてディスク装置を構成してもよく、このように構成することにより本発明のディスク装置は実施の形態２〜８のモータが有する効果を奏するものとなる。
前述の各実施の形態において、ディスク１及びロータ１０の状態判定は位置検出パルス信号ＦＧを用いて判定を行う構成で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、その他の構成によりディスク１及びロータ１０の状態判定を行ってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上、実施の形態について詳細に説明したところから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
本発明のモータによれば、起動初期状態にオン区間で位置検出を行い、さらに位置信号を論理的に反転した信号を位置検出手段の出力信号として通電制御に用いるので、ＰＷＭ動作時の誘導電圧に依存する起動不良を防止した安定したＰＷＭセンサレス起動が可能となる。
また、本発明においては、ロータがＰＷＭ動作時の誘導電圧に影響を受けない状態においては、位置検出手段の出力信号を切換えるよう構成されているため、安定したＰＷＭセンサレス動作が可能となる。
さらに、本発明のディスク装置によれば、安定したＰＷＭセンサレス起動が可能のモータを搭載しているので、安価な構成で迅速かつ高精度にディスクからの信号を得ることができ、起動時間の短縮及びロータ位置の誤検出の防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１のモータにおける全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のモータにおける位置検出器３０の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１のモータにおける検出信号切換回路３９Ａの構成を示す回路図である。
【図４】実施の形態１のモータにおけるスイッチング動作器５０の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態１のモータにおける位置検出器３０の別の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１のモータにおけるスイッチング動作器５０の各部の動作を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明に係る実施の形態２のモータにおける検出信号切換器１７０の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る実施の形態３のモータにおける検出信号切換器２７０の別の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る実施の形態４のモータにおける検出信号切換器３７０の別の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態５のモータの構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態５のモータにおける検出信号切換器７０Ａの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態６のモータの構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態６のモータにおける検出信号切換器７０Ｂの構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態６のモータにおける検出信号切換器７０Ｂの各部の動作を説明するためのタイミング図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態７のモータの構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態７のモータにおけるスイッチング動作器５０Ｃの構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態７のモータにおけるスイッチング動作器５０Ｃの各部の動作を説明するためのタイミング図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態８のモータの構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態８のモータにおける位置検出器３０Ａの構成を示す図である。
【図２０】本発明に係る実施の形態９のモータの構成を示すブロック図である。
【図２１】従来のモータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ディスク
２  ヘッド
３  情報処理器
５  直流電源
１０  ロータ
１１、１２、１３  コイル
２０  電力供給器
２１、２２、２３  上側パワートランジスタ
２５、２６、２７  下側パワートランジスタ
３０  位置検出器
４０  指令器
５０  スイッチング動作器
５１  電流検出器
５２  スイッチング制御器
６０  通電制御器
７０  検出信号切換器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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