轉(zhuǎn)子的停止位置的小磁鐵的位置)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0044]圖13是示出兩相驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0045]圖14是示出徑向型兩相驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的圖。
[0046]圖15中，(a)是非專利文獻(xiàn)I中的電路圖，(b)是專利文獻(xiàn)I中的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行具體說(shuō)明。此外，以下的實(shí)施方案，是將本發(fā)明具體化的方案，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方案。
[0048]<實(shí)施方案1>
[0049]圖1是示出本實(shí)施方案的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I的電路圖。實(shí)施方案I的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I是用于驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電路，其中，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具備:固定檢測(cè)線圈和驅(qū)動(dòng)線圈的定子、和具有永久磁鐵且被旋轉(zhuǎn)自如的方式軸支撐的轉(zhuǎn)子，其中，永久磁鐵被配置在與定子對(duì)置的位置。
[0050]如圖1所示，實(shí)施方案I的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I具備:驅(qū)動(dòng)線圈11，配置于設(shè)置在轉(zhuǎn)子的永久磁鐵的磁場(chǎng)內(nèi)；直流電源12，向驅(qū)動(dòng)線圈11供給供應(yīng)驅(qū)動(dòng)功率；晶體管13(第一晶體管)，發(fā)射極接地且集電極連接于驅(qū)動(dòng)線圈11;晶體管14(第二晶體管)，發(fā)射極接地且集電極連接于晶體管13的基極；電阻(基極電流限制用電阻)17，調(diào)節(jié)晶體管14的基極電流;檢測(cè)線圈15，與驅(qū)動(dòng)線圈11 一起配置于所述永久磁鐵的同一磁場(chǎng)內(nèi)，且設(shè)置于晶體管14的基極與發(fā)射極間；以及二極管16，在晶體管14的基極與發(fā)射極間與檢測(cè)線圈15串聯(lián)，且與晶體管14的基極與發(fā)射極間的電流平行順向設(shè)置，并且，該二極管16以如下方式調(diào)節(jié)晶體管14的基極與發(fā)射極間電壓:通過(guò)產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)施加反向電壓時(shí)，晶體管14開啟，并且，通過(guò)檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)施加正向電壓時(shí)，晶體管14關(guān)閉。
[0051]此處，所謂的“與晶體管14的基極與發(fā)射極間的電流平行順向連接的二極管16”是指，并聯(lián)于基極與發(fā)射極間的二極管16，相對(duì)于與基極與發(fā)射極間的電流方向(順向)平行的電流方向，順向設(shè)置。在實(shí)施方案I中，二極管16的陽(yáng)極與晶體管14的基極，且二極管16的陰極與檢測(cè)線圈15的一端連接，該檢測(cè)線圈15的另一端連接于晶體管14的發(fā)射極。
[0052]無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I，基于產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為了對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈11進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而具備晶體管13(PNP型)和晶體管14(NPN型)的兩階段開關(guān)電路。進(jìn)一步地，為了基于產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使晶體管14開啟及關(guān)閉，而具備二極管16和電阻17(具體內(nèi)容將在下面進(jìn)行說(shuō)明)。
[0053]此外，實(shí)施方案I的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I還具有:連接于晶體管13的基極和晶體管14的集電極間的電流限制用電阻18，及設(shè)置于直流電源12和驅(qū)動(dòng)線圈11之間的開關(guān)
19。電阻18是用于限制晶體管14的集電極電流(晶體管13的基極電流)的電阻。
[0054]二極管16以如下方式調(diào)節(jié)晶體管14的基極與發(fā)射極間電壓:產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使二極管16施加反向電壓時(shí)，晶體管14開啟，并且，檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使二極管16施加正向電壓時(shí)，晶體管14關(guān)閉。
[0055]所謂的“產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”是指，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)設(shè)置于轉(zhuǎn)子的永久磁鐵靠近或者遠(yuǎn)離檢測(cè)線圈15而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。即，檢測(cè)線圈15是檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)(根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)位置或轉(zhuǎn)動(dòng)速度產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì))的線圈。本發(fā)明的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路利用產(chǎn)生于該檢測(cè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈進(jìn)行通電控制。
[0056]在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I中，將直流電源12、電阻17以及二極管16的相互關(guān)系設(shè)定成，在檢測(cè)線圈15不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)的晶體管14的基極與發(fā)射極間的電壓Vbe略大于晶體管14的臨界值(晶體管開啟)。
[0057]此外，本說(shuō)明書中的“晶體管的臨界值”是指，使晶體管開啟的Vbe的極限值。例如，某晶體管的基極與發(fā)射極間的電壓和集電極電流的關(guān)系如下:Vbe為0.5V時(shí)，集電極電流流過(guò)80μΑ的情況下，作為晶體管14使用該晶體管時(shí)，若使用電流增幅率為200的晶體管13，則晶體管13的集電極電流變?yōu)?6mA，能充分得到飽和狀態(tài)的切換。另外，在相同晶體管的Vbe為
0.4V，集電極電流為6μΑ的情況下，此時(shí)晶體管13處于關(guān)閉狀態(tài)。即，可以說(shuō)該晶體管在本說(shuō)明書中所說(shuō)的“晶體管的臨界值”比0.4V大，在0.5V左右。但是，晶體管的臨界值根據(jù)周圍溫度產(chǎn)生變化，通過(guò)所述二極管的正向電壓臨界值能夠得到與周圍溫度對(duì)應(yīng)的晶體管的基極電壓。
[0058]接下來(lái)，參照附圖對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0059]圖2是示出流過(guò)晶體管14的基極電壓(b)及驅(qū)動(dòng)線圈11的驅(qū)動(dòng)電流(C)、與和轉(zhuǎn)子位置之間的關(guān)系的說(shuō)明圖；圖3中，(a)是示出晶體管14的基極電壓的推移的圖表，(b)是示出流過(guò)晶體管13的集電極的驅(qū)動(dòng)電流的推移的圖表。
[0060]此處，為了進(jìn)行動(dòng)作說(shuō)明，以軸向型的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，其具備兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈11、和一個(gè)檢測(cè)線圈15(圖2中的(a))。對(duì)該軸向型的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)而言，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈11和一個(gè)檢測(cè)線圈15在大致與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的同一平面上在圓周方向上等間隔配置，具有相對(duì)于這三個(gè)線圈的有效線輪面，分別隔著少許空隙而面對(duì)的永久磁鐵102的N磁極、S磁極交替配置的轉(zhuǎn)子。另外，為了使該轉(zhuǎn)子停止時(shí)的停止位置(圖2狀態(tài)A)處于規(guī)定的位置，具備與設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的永久磁鐵102隔著空隙而配置的小磁鐵101。此處，所選例為:通過(guò)作為S磁極的小磁鐵101，用比驅(qū)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的磁力弱的磁力，將轉(zhuǎn)子停止時(shí)的永久磁鐵102的N磁極限制在規(guī)定位置。
[0061]此外，“線圈的有效線輪面”是指，通過(guò)電流流過(guò)線圈時(shí)與永久磁鐵102的磁極對(duì)置，能夠?qū)D(zhuǎn)子給予轉(zhuǎn)動(dòng)力的線圈的范圍。即，在圖2中，大致沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸的同心圓的法線方向的線圈的部分。
[0062 ]在上述軸向型的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)中，從停止?fàn)顟B(tài)打開開關(guān)19時(shí)，直流電源12 (作為具體例，設(shè)置成1.6V的干電池)向電路供給供應(yīng)1.6V的電源電壓。在該狀態(tài)下，檢測(cè)線圈15不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)直流電源12的電源供給供應(yīng)，經(jīng)由電阻17向晶體管14流過(guò)基極電流。此時(shí)圖2中的(b)及圖3中的(a)所示的晶體管14的基極與發(fā)射極間的電壓Vbe表示的啟動(dòng)時(shí)電壓，通過(guò)從電源電壓經(jīng)由電阻17流過(guò)二極管16的微小電流，形成略大于二極管內(nèi)的電壓下降的值(臨界值電壓)的電壓。在本實(shí)施方案中，以略大于晶體管14的臨界值的方式調(diào)節(jié)晶體管14的基極與發(fā)射極間的電壓，作為具體例，例如0.6V(這是將晶體管14的臨界值設(shè)為0.5V左右時(shí)，以略大于(0.1V左右)該值的方式設(shè)定的例)。即，以如下方式設(shè)定，通過(guò)兼顧直流電源12、電阻17的電阻值及二極管16，向晶體管14施加略大于臨界值的電壓Vffi。
[0063]通過(guò)施加大于晶體管14的臨界值的電壓VBE，晶體管14開啟，由于其集電極電流流過(guò)晶體管13的基極，通過(guò)飽和區(qū)域中的增幅及切換工作，圖2中的(c)及圖3中的(b)所示的幾乎呈平坦直線狀的驅(qū)動(dòng)線圈電流流過(guò)驅(qū)動(dòng)線圈11。
[0064]據(jù)此，通過(guò)流過(guò)驅(qū)動(dòng)線圈11的各“有效線輪面”的電流，和與此對(duì)置停止的永久磁鐵102的磁力線之間的弗萊明定律，電磁力作用于永久磁鐵102，開始從停止的位置轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)(例如，永久磁鐵N磁極朝向相鄰的驅(qū)動(dòng)線圈11的方向移動(dòng))。然后，與小磁鐵1I相對(duì)的永久磁鐵102的N磁極，如圖2的狀態(tài)B所示，直到不產(chǎn)生基于電磁力的轉(zhuǎn)動(dòng)力的位置為止(在該例子中，直到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度達(dá)到30度為止)，如圖2的下方的圖表所示，向驅(qū)動(dòng)線圈11供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流，并可靠地使永久磁鐵102的轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)加速。
[0065]轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)繼續(xù)，在到達(dá)圖2的狀態(tài)B之后，在檢測(cè)線圈15開始產(chǎn)生相對(duì)于二極管16為正向電壓(相對(duì)于晶體管14的Vbe為反向電壓)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。據(jù)此，通過(guò)二極管16，僅取二極管正向電壓的電壓下降的值，使所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)，將晶體管14的基極電壓Vbe設(shè)置在0.4V以下并關(guān)閉晶體管14。之后，如圖2中的(b)及圖3中的(a)的圖表所不，晶體管14的V?；的電壓，產(chǎn)生圖2中的(b)的向下箭頭所示的基極反向電壓(下垂的曲線)，據(jù)此晶體管13也關(guān)閉，如圖2中的(c)及圖3中的(b)所示，驅(qū)動(dòng)線圈11的驅(qū)動(dòng)電流斷開。由檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的晶體管14的基極電壓(反向電壓)，在圖2的狀態(tài)C變?yōu)樽畲螅阶優(yōu)闋顟B(tài)D為止停止晶體管14的基極電流，停止向驅(qū)動(dòng)線圈11通電。
[0066]即使在不向驅(qū)動(dòng)線圈11通電的狀態(tài)下，通過(guò)轉(zhuǎn)子的慣性也會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，成為圖2的狀態(tài)D。在處于狀態(tài)D的瞬間，檢測(cè)線圈15不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此，在關(guān)閉上述晶體管14的功能消失的同時(shí)，與經(jīng)由電阻17的啟動(dòng)時(shí)的電路動(dòng)作說(shuō)明相同，圖2中的(b)所示的晶體管14的Vbe成為0.5V以上，從電源經(jīng)由電阻17向電流晶體管14的基極流過(guò)規(guī)定值的基極電流。據(jù)此晶體管14開啟，晶體管13也開啟，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)線圈11通電，并使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)加速。超出圖2的狀態(tài)D時(shí)，與檢測(cè)線圈15之前的電壓相反，產(chǎn)生圖2中的(b)中的向上箭頭的方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(因?yàn)槭窃O(shè)想值所以未圖示)。在這種情況下，由于不存在妨礙晶體管14的基極電流的反向電壓，晶體管14維持在開啟狀態(tài)(如(b)所示，施加略大于晶體管14的臨界值的電壓0.6V作為Vbe)。此時(shí)，二極管16施加有反向電壓，在這種情況下，檢測(cè)線圈18的電壓被二極管16截?cái)啵挥绊懢w管14的基極電壓。因此，如同啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)線圈18不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，從電源經(jīng)由電阻17向晶體管14流過(guò)基極電流，晶體管14維持開狀態(tài)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)繼續(xù)加速。
[0067]之后，隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生于檢測(cè)線圈15的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是正負(fù)交替產(chǎn)生的，據(jù)此控制上述各晶體管的開啟與關(guān)閉，從而使轉(zhuǎn)子加速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0068]此外，在圖3中的(b)的圖表中，存在驅(qū)動(dòng)電流從飽和電流值向下的下垂曲線，這是由于產(chǎn)生于驅(qū)動(dòng)線圈11的反向電動(dòng)勢(shì)使驅(qū)動(dòng)電流減少的緣故，