(57)【要約】【課題】低速回転時の回転むらの発生を抑制する。【解決手段】比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ器のマイナス入力に、接続点２６からの中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の信号を導く第２の接続状態とに切り換え可能なスイッチ部１０を備え、回転の起動時にはスイッチ部１０の接続状態を第１の接続状態とし、低速回転時にはスイッチ部１０の接続状態を第２の接続状態とする。【選択図】  図１
2004215341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、
Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、
Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、
Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、
Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備え、
コイル駆動部は、制御信号のレベルに対応して３相のステータコイルを駆動する駆動電流を変化させるセンサレス方式ブラシレスモータにおいて、
一方の端子がＵ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＶ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＷ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗との３つの抵抗からなり、前記３つの抵抗のそれぞれの他方の端子が互いに接続されるとともに前記それぞれの他方の端子が互いに接続された接続点から中央混合信号を送出する抵抗部と、
Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備え、
制御信号のレベルが３相のステータコイルを駆動する電流を所定値より大きくすることを指示するレベルとなるときにはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、制御信号のレベルが３相のステータコイルを駆動する電流を所定値より小さくすることを指示するレベルとなるときにはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態とし、
回転に制動を与えるときには、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器との３つの比較器の出力レベルを反転させることを特徴とするセンサレス方式ブラシレスモータ。
【請求項２】
それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、
Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、
Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、
Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、
Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備えたセンサレス方式ブラシレスモータにおいて、
一方の端子がＵ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＶ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＷ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗との３つの抵抗からなり、前記３つの抵抗のそれぞれの他方の端子が互いに接続されるとともに前記それぞれの他方の端子が互いに接続された接続点から中央混合信号を送出する抵抗部と、
Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備え、
回転の起動時にはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、所定の回転時にはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態とすることを特徴とするセンサレス方式ブラシレスモータ。
【請求項３】
それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、
Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、
Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、
Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、
Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備えたセンサレス方式ブラシレスモータにおいて、
前記３相のステータコイルの一方の端子を互いに接続した接続点に生じる信号である中央混合信号を、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備え、
回転の起動時にはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、所定の回転時にはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態とすることを特徴とするセンサレス方式ブラシレスモータ。
【請求項４】
低速回転領域においてはスイッチ部の接続を第２の接続状態とし、高速回転領域においてはスイッチ部の接続を第１の接続状態とすることを特徴とする請求項２または請求項３記載のセンサレス方式ブラシレスモータ。
【請求項５】
回転に制動を与えるときには、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器との３つの比較器の出力レベルを反転させることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれかに記載のセンサレス方式ブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコイルに発生する電圧に基づいてステータコイルを駆動する駆動信号を生成するセンサレス方式ブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホール素子等の磁気センサを用いることなくブラシレスモータを駆動するために使用される駆動装置の１つに、図８に示す構成がある。すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各ステータコイル１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗのそれぞれの電圧を、それぞれに対応する比較器９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗのプラス入力に導いている。また、ステータコイル１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗのスター接続点を比較器９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗのマイナス入力に導いている。そして、比較器９１Ｕ，９１Ｖ，９１Ｗの出力を駆動信号生成部１３に導いている。この駆動信号生成部１３は、互いに位相が１２０度異なる３種の信号に基づき、位相が互いに１２０度異なる３種の信号を生成し出力する。増幅器１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗは、駆動信号生成部１３の出力を増幅して、ステータコイル１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗを駆動する。すなわち、図９に示したように、互いに１２０度づつ位相が異なる３種の信号が入力されると、互いに位相が１２０度づつ異なる信号でもって、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを駆動するようになっている（第１の従来技術とする）。
【０００３】
また、以下に示す技術（第２の従来技術とする）が提案されており、以下に示す手順を備えている。すなわち、ステータコイルの目標電流を表す目標電流ベクトルのγ軸方向（ロータの磁極の中心軸方向）成分に、ロータ角度推定用電流信号を重畳する。ロータ角度推定用電流信号の周期はＰＷＭのキャリア周期の偶数倍で且つランダムに変化し、振幅は目標電流の振幅と共に増減する。検出されたステータコイルの電流を表す電流ベクトルのδ軸方向（γ軸方向からロータの回転方向に電気角で９０度進んだ方向）成分から１周期あたり偶数個のサンプルを求め、それらに対応する離散フーリエ積分によって、ロータ角度推定用電流信号に対する応答電流のδ軸方向での振幅を求める。そして、応答電流がδ軸方向で実質的に０になるようにγ軸方向を補正している。その結果、ロータの低速回転時でのモータの駆動制御において、騒音が低減され、且つ、制御の遅れを招くことなく、応答電圧の検出を高いＳ／Ｎ比でもって行うことができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、以下に示す技術（第３の従来技術とする）が提案されている。すなわち、この技術においては、３つのステータコイルのスター接続点の電圧を、フィルタを介して比較器の一方の入力に導くとともに、比較器の他方の入力には、駆動電源の電圧を１／２に分圧した電圧を与えている。そして、比較器の出力に基づき、互いに位相が異なる正弦波を生成するとともに、生成した正弦波でもってステータコイルの駆動を行うようになっている。このため、ブラシレスモータの駆動中の振動や騒音が低減されることになる。また、回転の開始時や低速回転時には、矩形波による駆動を行い、高速となったとき、正弦波による駆動を行うことによって、ブラシレスモータの駆動中の振動や騒音の低減の効果に加え、ノイズの影響による誤動作の発生を防止できるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１９１１８８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３２７９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら第１の従来技術を用いた場合では、以下に示す問題を生じていた。すなわち、入力される信号のうちの信号９５と、駆動信号のうちの信号９６との関係に注目すると、信号９５のレベルが最大となる位相ＰＨ９５と、駆動期間の中央となる位相ＰＨ９６とには、電気角の３０度のずれが生じている。つまり、ロータマグネットが発生する磁界が最大となるタイミングと、ステータコイルの駆動における中心となるタイミングとにずれが生じている。このずれは、回転の起動時では、回転方向を決定するように作用するために有効となるが、低速回転時では、回転むらを生じさせる原因となる。また、低速回転時では、ステータコイルにより検出される電圧が低いため、Ｓ／Ｎ比が悪化しやすく、回転むらを、より大きいものにしていた。
【０００７】
第２の従来技術は、上記した第１の従来技術における問題を解決することができるが、構成が大がかりとなり、ＤＶＤ再生装置等の、安価であることが強く要求される民生用の装置に適用するには、コスト的に困難なものとなっていた。また、第３の従来技術は、低速時では、フィルタを介して得られたスター接続点の電圧と、駆動電源の電圧を１／２に分圧した電圧との比較結果に基づき、矩形波駆動を行うようになっているので、第１の従来技術において生じた問題については、解決することが困難な技術となっている。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため創案されたものであり、その目的は、低速回転時の回転むらの発生を抑制することのでき、且つ、高速回転となったときの効率の低下を防止することのでき、且つ、比較器に導く信号の切り換えの制御を容易にすることのでき、且つ、回転を急速に停止させることのできるセンサレス方式ブラシレスモータを提供することにある。
【０００９】
また本発明の目的は、低速回転時には、隣合う２つのステータコイルの出力レベルの比較結果に基づいてステータコイルの駆動を行うことにより、低速回転時の回転むらの発生を抑制することのできるセンサレス方式ブラシレスモータを提供することにある。
【００１０】
また上記目的に加え、高速回転となったときには、高速回転となったときの効率の低下を防止することのできるセンサレス方式ブラシレスモータを提供することにある。
【００１１】
また上記目的に加え、回転に制動を与えるときには、比較器の出力レベルを反転させることにより、回転を急速に停止させることのできるセンサレス方式ブラシレスモータを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係るセンサレス方式ブラシレスモータは、それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備え、コイル駆動部は、制御信号のレベルに対応して３相のステータコイルを駆動する駆動電流を変化させるセンサレス方式ブラシレスモータに適用している。そして、一方の端子がＵ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＶ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＷ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗との３つの抵抗からなり、前記３つの抵抗のそれぞれの他方の端子が互いに接続されるとともに前記それぞれの他方の端子が互いに接続された接続点から中央混合信号を送出する抵抗部と、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備えており、制御信号のレベルが３相のステータコイルを駆動する電流を所定値より大きくすることを指示するレベルとなるときにはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、制御信号のレベルが３相のステータコイルを駆動する電流を所定値より小さくすることを指示するレベルとなるときにはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態とし、回転に制動を与えるときには、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器との３つの比較器の出力レベルを反転させている。
【００１３】
すなわち、スイッチ部を第２の接続状態とするときでは、駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングとなる。従って、回転むらを生じさせる原因の１つが除去される。また、３つの比較器のそれぞれにおいて、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧との差異の最大値が大きくなるので、ノイズの影響を受けにくくなる。また、制御信号のレベルを判定するのみで、起動時および高速回転時にはスイッチ部を第１の接続状態とし、低速回転時には第２の接続状態とすることができる。また、スイッチ部を第１の接続状態とするときでは、ステータコイルの駆動が、電気角にして３０度進むため、高速回転となる場合にも、効率が良くなる。また、回転の制動時には、ステータコイルは、ロータを逆方向に回転させる磁界を発生するように駆動される。
【００１４】
また本発明に係るセンサレス方式ブラシレスモータは、それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備えたセンサレス方式ブラシレスモータに適用している。そして、一方の端子がＵ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＶ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗と、一方の端子がＷ相ステータコイルの他方の端子に接続された抵抗との３つの抵抗からなり、前記３つの抵抗のそれぞれの他方の端子が互いに接続されるとともに前記それぞれの他方の端子が互いに接続された接続点から中央混合信号を送出する抵抗部と、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備えており、回転の起動時にはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、所定の回転時にはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態としている。
【００１５】
すなわち、スイッチ部を第２の接続状態とするときでは、駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングとなる。つまり、ステータコイルの駆動のタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとのずれが除去される。その結果、回転むらを生じさせる原因の１つが消えることになる。また、３つの比較器のそれぞれにおいて、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧との差異の最大値が大きくなるので、ノイズの影響を受けにくくなる。
【００１６】
また本発明に係るセンサレス方式ブラシレスモータは、それぞれの一方の端子が互いに接続されたＵ相とＶ相とＷ相との３相のステータコイルと、Ｗ相ステータコイルの他方の端子に生じるＷ相信号が一方の入力端子に導かれたＵ相用比較器と、Ｕ相ステータコイルの他方の端子に生じるＵ相信号が一方の入力端子に導かれたＶ相用比較器と、Ｖ相ステータコイルの他方の端子に生じるＶ相信号が一方の入力端子に導かれたＷ相用比較器と、Ｕ相用比較器の出力とＶ相用比較器の出力とＷ相用比較器の出力とに基づいて前記３相のステータコイルを駆動するコイル駆動部とを備えたセンサレス方式ブラシレスモータに適用している。そして、前記３相のステータコイルの一方の端子を互いに接続した接続点に生じる信号である中央混合信号を、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器とのそれぞれの他方の入力端子に導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器の他方の入力端子にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器の他方の入力端子にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器の他方の入力端子にＷ相信号を導く第２の接続状態とに信号の接続状態を切り換えるスイッチ部とを備え、回転の起動時にはスイッチ部の接続状態を第１の接続状態とし、所定の回転時にはスイッチ部の接続状態を第２の接続状態としている。
【００１７】
すなわち、スイッチ部を第２の接続状態とするときでは、駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングとなる。つまり、ステータコイルの駆動のタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとのずれが除去される。その結果、回転むらを生じさせる原因の１つが消えることになる。また、３つの比較器のそれぞれにおいて、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧との差異の最大値が大きくなるので、ノイズの影響を受けにくくなる。
【００１８】
また上記構成に加え、低速回転領域においてはスイッチ部の接続を第２の接続状態とし、高速回転領域においてはスイッチ部の接続を第１の接続状態としている。すなわち、高速回転領域となる場合に、スイッチ部を第１の接続状態とするときでは、ステータコイルの駆動が、電気角にして３０度進むため、効率が良くなる。
【００１９】
また上記構成に加え、回転に制動を与えるときには、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器との３つの比較器の出力レベルを反転させている。すなわち、ステータコイルは、ロータを逆方向に回転させる磁界を発生するように駆動される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るセンサレス方式ブラシレスモータ（以下では、センサレスモータと称する）の一実施形態の電気的構成を示すブロック線図であり、図８における構成となる同一となる部分には、図８における符号を付与している。
【００２１】
図において、Ｕ相ステータコイル１６ＵとＶ相ステータコイル１６ＶとＷ相ステータコイル１６Ｗとのそれぞれの一方の端子は互いに接続されている。また、Ｕ相ステータコイル１６Ｕの他方の端子にはＵ相用増幅器１４Ｕの出力が導かれ、Ｖ相ステータコイル１６Ｖの他方の端子にはＶ相用増幅器１４Ｖの出力が導かれ、Ｗ相ステータコイル１６Ｗの他方の端子にはＷ相用増幅器１４Ｗの出力が導かれている。
【００２２】
Ｕ相ステータコイル１６Ｕの他方の端子に生じるＵ相信号は、不要信号成分を除去するローパスフィルタ１５Ｕを介して、Ｖ相用比較器１１Ｖのプラス入力（一方の入力端子）に導かれている。また、Ｖ相ステータコイル１６Ｖの他方の端子に生じるＶ相信号は、不要信号成分を除去するローパスフィルタ１５Ｖを介して、Ｗ相用比較器１１Ｗのプラス入力（一方の入力端子）に導かれている。また、Ｗ相ステータコイル１６Ｗの他方の端子に生じるＷ相信号は、不要信号成分を除去するローパスフィルタ１５Ｗを介して、Ｕ相用比較器１１Ｕのプラス入力（一方の入力端子）に導かれている。なお、３つのローパスフィルタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗの構成は同一であり、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とからなる一次ローパスフィルタとなっている。
【００２３】
抵抗Ｒ２Ｕの一方の端子にはローパスフィルタ１５Ｕの出力が接続され、抵抗Ｒ２Ｖの一方の端子にはローパスフィルタ１５Ｖの出力が接続され、抵抗Ｒ２Ｗの一方の端子にはローパスフィルタ１５Ｗの出力が接続されている。また、抵抗Ｒ２Ｕ，Ｒ２Ｖ，Ｒ２Ｗのそれぞれの他方の端子は互いに接続されている。そして、抵抗Ｒ２Ｕ，Ｒ２Ｖ，Ｒ２Ｗのそれぞれの他方の端子は互いに接続されており、この接続点２６から送出される信号は、中央混合信号として、３つのスイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのそれぞれのｂ接点に導かれている。なお、３つの抵抗Ｒ２Ｕ，Ｒ２Ｖ，Ｒ２Ｗからなるブロック１９は請求項記載の抵抗部を構成している。また、抵抗Ｒ２Ｕ，Ｒ２Ｖ，Ｒ２Ｗは互いに等しい値となっている。
【００２４】
スイッチ１０Ｕのａ接点にはＵ相信号が導かれ、スイッチ１０Ｖのａ接点にはＶ相信号が導かれ、スイッチ１０Ｗのａ接点にはＷ相信号が導かれている。そして、これら３つのスイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのｃ接点は、信号２１に従い、ａ接点またはｂ接点に接続される。すなわち、３つのスイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗからなるブロック１０は、請求項記載のスイッチ部となっている。そして、信号２１に従って、Ｕ相用比較器１１ＵとＶ相用比較器１１ＶとＷ相用比較器１１Ｗとのそれぞれのマイナス入力（他方の入力端子）に中央混合信号を導く第１の接続状態と、Ｕ相用比較器１１Ｕのマイナス入力にＵ相信号を導き、Ｖ相用比較器１１Ｖのマイナス入力にＶ相信号を導き、Ｗ相用比較器１１Ｗのマイナス入力にＷ相信号を導く第２の接続状態とに切り換わる。
【００２５】
Ｕ相用比較器１１Ｕの出力はＥＸＯＲゲート１２Ｕの一方の入力に導かれており、Ｖ相用比較器１１Ｖの出力はＥＸＯＲゲート１２Ｖの一方の入力に導かれている。また、Ｗ相用比較器１１Ｗの出力はＥＸＯＲゲート１２Ｗの一方の入力に導かれている。そして、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗのそれぞれの出力は、駆動信号生成部１３に送出されている。また、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗのそれぞれの他方の入力は、抵抗Ｒ１を介してプラスレベルに接続されるとともに、スイッチ１７を介して接地されている。このため、スイッチ１７の接続が閉じられるときには、３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力が、レベル反転されることなく駆動信号生成部１３に導かれる。また、スイッチ１７の接続が開かれるときには、３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力が、レベル反転されて駆動信号生成部１３に導かれる。
【００２６】
駆動信号生成部１３は、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗを介して導かれた３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力に基づき、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを駆動するための駆動信号を生成する。そして、生成した駆動信号を、３つの増幅器１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗに送出する。増幅器１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗは、駆動信号生成部１３より送出された駆動信号を増幅し、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを駆動する（駆動信号生成部１３と３つの増幅器１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗとは、コイル駆動部１８を構成している）。
【００２７】
なお、コイル駆動部１８は、図３、図４に示したように、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗの出力１２１Ｕ，１２１Ｖ，１２１Ｗのレベルの組み合わせに対応して、駆動信号１４１Ｕ，１４１Ｖ，１４１Ｗを生成する（駆動信号１４１Ｕ，１４１Ｖ，１４１ＷにおけるレベルＦは、駆動が停止されるときのレベルを示している。また、波形Ｕ，Ｖ，Ｗは、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗのそれぞれの磁極の中心方向（図６の矢印１６２により示す方向）上の位置１６１におけるロータ磁界の強度の変化を示している）。
【００２８】
以下に補足的な説明を行うと、信号２２は、スイッチ１７の接続の開閉を制御する信号となっている。また、信号２３は、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを駆動する駆動電流を制御する制御信号となっている。
【００２９】
図２は、本実施形態を用いたＤＶＤ再生装置のディスク読取部分の電気的構成を示すブロック線図である。
【００３０】
ターンテーブル３３とクランパ３２とにより保持された光ディスク（例えば、ＤＶＤやＣＤ等）３５を回転駆動するスピンドルモータには、図１に構成を説明したセンサレスモータが採用されている（同図における３１は、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗや図示されないロータ等からなるモータ部本体を示している。また、駆動回路部３０は、図１に示す構成のうち、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを除いた部分を示している）。ピックアップ３４は、光ディスク３５に記録された情報を読み取り、信号処理部３６に送出する。信号処理部３６は、ピックアップ３４の出力からデジタルデータ３６１を復元し、図示されないデコード回路に出力する。また、サーボ制御のためのエラー信号を、サーボ制御部３７に出力する。
【００３１】
サーボ制御部３７は、ピックアップ３４のトラッキングとフォーカシングとの制御を行うとともに、ピックアップ３４の読み取り位置におけるトラックの線速度が所定の速度となるように、モータ部本体３１の回転速度を制御する。このため、駆動回路部３０に、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの駆動電流を制御するための制御信号２３を送出する。主制御部３８は、ＤＶＤ再生装置としての主要動作を制御する。このため、駆動回路部３０におけるスイッチ部１０の接続状態を、第１の接続状態と第２の接続状態とに切り換える。また、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗによるレベルの反転と非反転とを制御する。
【００３２】
すなわち、主制御部３８は、モータ部本体３１の回転を起動するときには、スイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのｃ接点をｂ接点に接続する（スイッチ部１０の接続状態を第１の接続状態に設定する）ことによって、比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗのマイナス入力に中央混合信号（接続点２６からの信号）を導く。そして、回転が始まって後、制御信号２３のレベルが所定レベルより低くなったときには、スイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのｃ接点をａ接点に接続する（スイッチ部１０の接続状態を第２の接続状態とする）ことによって、Ｕ相用比較器１１Ｕのマイナス入力にはＵ相信号、Ｖ相用比較器１１Ｖのマイナス入力にはＶ相信号、Ｗ相用比較器１１Ｗのマイナス入力にはＷ相信号を導く。また、光ディスク３５の回転を停止させるため、モータ部本体３１の回転に制動を与えるときには、スイッチ１７の接続を開き、ＥＸＯＲゲート１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗによって、比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力のレベルを反転させる。
【００３３】
図５は、実施形態の主要動作を示すフローチャートである。必要に応じて同図を参照しつつ、実施形態の動作を説明する。
【００３４】
モータ部本体３１の回転の停止状態、すなわち、待機状態では、主制御部３８は、スイッチ１７の接続を閉じることによって、比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力を、反転させることなく駆動信号生成部１３に導く（ステップＳ１）。また、３つのスイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのｃ接点をｂ接点に接続することによって、比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗのマイナス入力には中央混合信号を導く（ステップＳ２）。
【００３５】
上記した状態において、光ディスク３５の回転開始の指示が与えられると、主制御部３８は、サーボ制御部３７の動作を制御することによって、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの駆動を開始する（ステップＳ３，Ｓ４）。このときでは、図３に示したように、Ｕ相を例にとると、駆動の期間の中心となるタイミングＴ１１と、Ｕ相ステータコイル１６Ｕの磁極の中心方向（図６の矢印１６２により示す）上の位置（１６１により示す）におけるロータマグネットの磁界強度の最大となるタイミングＴ１２とに、電気角の約３０度に対応するずれｄ１１が生じる（Ｖ相、Ｗ相についても同様となる）。このずれｄ１１は、回転の開始時においては、回転の方向を決定する。
【００３６】
回転の起動時には、サーボ制御部３７は、モータ部本体３１の回転速度が目標とする速度より遅いことから、制御信号２３のレベルを最大とする。そして、回転速度が速まるのに対応して、徐々に制御信号２３のレベルを下降させる。このため、主制御部３８は、制御信号２３のレベルが所定レベル（例えば３Ｖ）まで下降したときには、スイッチ部１０の接続状態を、第１の接続状態から第２の接続状態に移行させる（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００３７】
上記したモータ部本体３１の回転が、ＤＶＤ３５に記録された映像情報を、ＣＲＴ等に表示させるのに必要となる速度（１倍速）で読み出すときの回転であるとすると、その回転は低速領域の回転となる。従って、制御信号２３のレベルは、３Ｖ以下のレベルに維持されるので、以後では、スイッチ部１０の接続状態が第２の接続状態に維持される。
【００３８】
このときでは、図４に示したように、Ｕ相を例にとると、駆動の期間の中心となるタイミングと、Ｕ相ステータコイル１６Ｕの磁極の中心方向上の位置におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングＴ２１となる（Ｖ相、Ｗ相についても同様となる）。つまり、回転むらを生じさせる原因の１つ（駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとのずれ）が除去されることになる。
【００３９】
また、Ｕ相用比較器１１Ｕを例にとって説明すると、Ｕ相用比較器１１Ｕは、Ｗ相ステータコイル１６Ｗに発生する電圧とＵ相ステータコイル１６Ｕに発生する電圧とを比較し、比較結果を駆動信号生成部１３に出力する。つまり、Ｕ相用比較器１１Ｕは、直列に接続された２つのステータコイルの端部間の電圧の差異を比較することになる。このことは、プラス入力に入力される電圧とマイナス入力に入力される電圧との差異の最大値が大きくなることを意味している。従って、比較結果は、ノイズの影響を受けにくくなるので、モータ部本体３１の回転が、より安定化することになる。
【００４０】
以上説明したように、３つのスイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのｃ接点をａ接点に接続した状態（第２の接続状態）では、回転を不安定にする２つの要因が解消されることになる。従って、ＤＶＤ３５に記録された情報を１倍の速度で読み出すことから、モータ部本体３１を低速領域で回転させるときであっても、モータ部本体３１は、回転むらを生じることなく、安定した回転を行う。
【００４１】
そして、ＤＶＤ３５の再生を停止する場合、主制御部３８は、スイッチ１７の接続を開く。このため、３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力は、レベル反転されて駆動信号生成部１３に与えられる（ステップＳ７，Ｓ８）。その結果、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗから発生する磁界は極性が反転する。従って、モータ部本体３１のロータには、逆方向に回転させようとする力が作用するため、モータ部本体３１は速やかに回転を停止する。そして、モータ部本体３１の回転が停止したとき、主制御部３８は、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの駆動を停止させる制御を行う（ステップＳ９）。
【００４２】
なお、ＤＶＤ３５に記録された情報を１倍の速度で読み出す状態から、例えば、８倍の速度等の高速で読み出す状態に移行させるような事態が生じたときには、サーボ制御部３７は、制御信号２３の電圧を、それまでの約２．５Ｖから、所定レベル（３Ｖ）より高い電圧に変化させる。このため、主制御部３８は、制御信号２３のレベルが３Ｖより高いレベルに変化したことを検出したときには、スイッチ部１０の接続状態を、第２の接続状態から第１の接続状態（３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗのマイナス入力に中央混合信号を導いた状態）に移行させる（ステップＳ５，Ｓ１０）。
【００４３】
スイッチ部１０の接続状態を第１の接続状態にすると、既に説明したように、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの駆動が、ロータマグネットの回転より、電気角で約３０度だけ速く駆動される。このため、高速回転領域においては、スイッチ部１０の接続状態を第１の接続状態とした方が、第２の接続状態とした場合に比して、効率を良くすることができる。
【００４４】
上記した高速領域での回転を行っている状態において、回転を停止させるため、モータ部本体３１の回転に制動を与える場合、主制御部３８は、スイッチ部１０を第１の接続状態としたまま、スイッチ１７の接続を開き、３つの比較器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗの出力レベルを反転させる。従って、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗから発生する磁界は極性が反転する。その結果、モータ部本体３１のロータには、逆方向に回転させようとする力が作用する。このため、モータ部本体３１は速やかに回転を停止する。そして、モータ部本体３１の回転が停止したとき、主制御部３８は、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの駆動を停止させる制御を行う（ステップＳ９）。
【００４５】
なお、回転の停止状態にあるとき、ＤＶＤ３５に記録された情報を８倍等の高速で読み出すために、モータ部本体３１の回転を開始させるときには、サーボ制御部３７は、制御信号２３のレベルを、所定のレベルである３Ｖより常に高いレベルに維持する。従って、この場合では、スイッチ部１０の接続は、第１の接続状態を継続することになる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、モータ部本体３１の回転が低速領域の回転となっているのか、あるいは、高速領域の回転となっているのかを、制御信号２３のレベルに基づいて判定し、その判定結果に従って、スイッチ部１０の接続状態を、第１の接続状態と第２の接続状態とに切り換える構成とした場合について説明したが、駆動信号生成部１３を、ＦＧ信号を生成して出力する構成とする場合には、このＦＧ信号に基づいてモータ部本体３１の回転速度を判定し、その判定結果に従って、スイッチ部１０の接続状態を切り換える構成とすることができる。また、モータ部本体３１の回転速度を検出する検出手段を設け、その検出手段の検出結果に従ってスイッチ部１０の接続状態を切り換える構成としてもよい。
【００４７】
また、抵抗部１９を省略した構成とし、３相のステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗの一方の端子が互いに接続された接続点２５に生じる信号を、中央混合信号として、スイッチ１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗのそれぞれのｂ接点に導く構成とすることもできる（このときの中央混合信号の接続経路を破線２７より示す）。なお、この構成とする場合にも、動作は、抵抗部１９を設けた場合と同一となるので、説明を省略する。
【００４８】
また、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗを駆動する信号にスパイク状のノイズ成分等が含まれない場合では、ローパスフィルタ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを省略した構成とすることができる。
【００４９】
また、コイル駆動部１８を、ＰＷＭ制御によって、ステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗに印加する電圧を変化させる構成とする場合にも、同様に適用することができる。図７における１４２Ｕ，１４２Ｖ，１４２Ｗは、前記した構成とするとき、入力信号１２１Ｕ，１２１Ｖ，１２１Ｗに対応してステータコイル１６Ｕ、１６Ｖ，１６Ｗに印加される電圧の波形を示しいる。なお、１４２Ｕ，１４２Ｖ，１４２Ｗは、ＰＷＭ波形から、ＰＷＭの周波数成分を除去した場合の波形を示している。
【００５０】
また、スイッチ部１０の接続状態の切り換えについては、主制御部３８によって行う構成とした場合について説明したが、制御信号２３のレベルを所定レベル（例えば３Ｖ等）と比較する比較器を設け、この比較器の出力でもって、スイッチ部１０の接続状態を切り換える構成とすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、低速回転時には、隣合う２つのステータコイルの出力レベルの比較結果に基づいてステータコイルの駆動を行うので、駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングとなる。また、３つの比較器のそれぞれにおいて、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧との差異の最大値が大きいため、ノイズの影響を受けにくくなっている。また、制御信号のレベルを判定するのみで、起動時および高速回転となるときにはスイッチ部の接続を第１の接続状態とし、低速回転となるときには第２の接続状態とすることができる。また、スイッチ部を第１の接続状態とするときでは、ステータコイルの駆動が、電気角にして３０度進むため、高速回転となる場合に、効率が良くなる。また、回転の制動時には、ステータコイルは、ロータを逆方向に回転させる磁界を発生するように駆動される。このため、低速回転時の回転むらの発生を抑制することができ、且つ、高速回転となったときの効率の低下を防止することができ、且つ、比較器に導く信号の切り換え（スイッチ部の接続状態の切り換え）の制御を容易にすることができ、且つ、回転を急速に停止させることができる。
【００５２】
また本発明では、低速回転時には、隣合う２つのステータコイルの出力レベルの比較結果に基づいてステータコイルの駆動を行うので、駆動の期間の中心となるタイミングと、ステータコイルの磁極の中心方向におけるロータマグネットの磁界強度が最大となるタイミングとは、ともに同一のタイミングとなる。且つ、３つの比較器のそれぞれにおいて、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧との差異の最大値が大きくなって、ノイズの影響を受けにくくなるため、低速回転時の回転むらの発生を抑制することができる。
【００５３】
またさらに、高速回転となったときには、スイッチ部を第１の接続状態に設定している。このため、高速回転となったときでは、ステータコイルの駆動が電気角にして３０度進み、効率が良くなるので、高速回転となったときの効率の低下を防止することができる。
【００５４】
またさらに、回転に制動を与えるときには、Ｕ相用比較器とＶ相用比較器とＷ相用比較器との３つの比較器の出力レベルを反転させている。従って、ステータコイルは、ロータを逆方向に回転させる磁界を発生するように駆動されるので、回転を急速に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセンサレス方式ブラシレスモータの一実施形態の電気的構成を示すブロック線図である。
【図２】実施形態を用いたＤＶＤ再生装置のディスク読取部分の電気的構成を示すブロック線図である。
【図３】実施形態における主要信号の波形を示す説明図である。
【図４】実施形態における主要信号の波形を示す説明図である。
【図５】実施形態の主要動作を示すフローチャートである。
【図６】ロータマグネットの磁界の検出位置を示す説明図である。
【図７】ステータコイルにＰＷＭ方式による駆動信号を印加する場合の信号波形を示す説明図である。
【図８】従来技術の電気的構成を示すブロック線図である。
【図９】従来技術における主要信号の波形を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  スイッチ部
１１Ｕ  Ｕ相用比較器
１１Ｖ  Ｖ相用比較器
１１Ｗ  Ｗ相用比較器
１６Ｕ  Ｕ相ステータコイル
１６Ｖ  Ｖ相ステータコイル
１６Ｗ  Ｗ相ステータコイル
１８  コイル駆動部
１９  抵抗部
２３  駆動電流の制御信号
２６  抵抗の接続点
Ｒ２Ｕ，Ｒ２Ｖ，Ｒ２Ｗ  抵抗
【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】
2004215341.tif 000009
【図８】
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【図９】
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