JP2002010666A - 直流モータの回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単で且つスペースを占有しない構成によ
り、ブラシ式直流モータの回転速度および回転数を的確
に検出し、効果的な回転制御を可能とする。 【解決手段】 モータ制御回路２４はモータ制御信号
を生成し、そのモータ制御信号をモータ駆動回路２１の
スイッチング部に供給する。モータ制御回路２４の累積
回転数算出手段２４２は、パルス発生器２３から与えら
れるパルス数に基づいて、回転子つまりモータの累積回
転数を求める。残存回転数算出手段２４３は、累積回転
数算出手段２４２により求められる累積回転数と目標と
する累積回転数とに基づいて、目標とする累積回転数に
達するまでの残存回転数を求め、該残存回転数に対応す
るモータ制御信号をモータ駆動回路２１に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械的作動の駆動
源として直流モータ（ＤＣモータ）を用い且つ該直流モ
ータの回転速度の安定化および累積回転数の制御が要求
される装置に係り、特に、回転子コイルに接続され且つ
該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に、固
定子と一体的に設けられた一対の電極用ブラシを摺接
し、該電極用ブラシおよび整流子により、直流駆動電圧
を切換えて前記回転子コイルに供給して、直流モータに
おける前記回転子の回転速度または回転位置等を検出し
て前記回転子の回転動作を制御するのに好適な直流モー
タの回転制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カメラにおけるズームレンズか
らなる撮影レンズをズーミングさせるためのズーム動
作、測距情報等の被写体距離情報に基づき撮影レンズお
よび結像面の少なくとも一方を光軸に沿ってフォーカシ
ング駆動して合焦させるためのフォーカス駆動、あるい
は撮影フィルムの巻上げおよび巻戻しを行なうためのフ
ィルム給送駆動などの機械的作動の駆動源として、ブラ
シ式の直流モータが用いられることが多い。ブラシ式の
直流モータは、固定子に永久磁石等を用いた複数の固定
磁極を形成し、回転子の複数の磁極を形成する複数の回
転子コイルに、回転子と一体に回転する整流子および固
定子側から該整流子に摺接するブラシを介して、直流駆
動電圧を回転角度に応じて切換えて供給して回転子を回
転させる。

【０００３】このような直流モータとしては、例えば３
極モータの場合、図１６に示すように、直流駆動電源Ｅ
０から一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２を介し
て、これら一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２に摺
接する整流子ＣＭ０に給電する。一対の電極用ブラシＢ
０１およびＢ０２は、整流子ＣＭ０の中心に対して１８
０°異なる位置で当接している。整流子ＣＭ０は、回転
子と一体に動作する円筒面を形成して設けられ、この場
合、該円筒面を等角度間隔でほぼ１２０°毎に３等分し
た接片で構成される。整流子ＣＭ０の各隣接する接片間
に３個の回転子コイルがそれぞれ接続されて、これら回
転子コイルにより３個の回転子磁極を形成する。

【０００４】これら回転子磁極は、回転角度に応じて、
電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ０の各接
片との接触状態が変化することによって、極性が変動し
て、固定子側の永久磁石からなる、例えば一対の固定子
磁極（図示せず）との間で回転駆動力を発生する。回転
子の回転に伴い、各回転子磁極が各固定子磁極に逐次対
峙し且つ電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ
０の各接片との接触状態が変化して、各回転子磁極の極
性が逐次変動することによって、回転子が継続的に回転
する。すなわち、電源Ｅ０から一対の電極用ブラシＢ０
１およびＢ０２に給電されると、電極用ブラシＢ０１お
よびＢ０２のうちの一方から他方に回転子コイルを介し
て電流が流れ、回転子コイルによる磁界を発生して回転
子磁極を形成する。この回転子コイルにより発生する磁
界と、固定子磁界を形成する固定子磁極との作用によ
り、回転子が回転する。回転子が回転すると、電極用ブ
ラシＢ０１とＢ０２との間に接続される回転子コイルお
よびその向きが、回転子の回転に伴って整流子ＣＭ０に
より逐次切り換えられ、回転子コイルにより発生する磁
界は回転磁界となる。このように回転子コイルにより発
生する回転磁界と、固定子磁界を形成する固定子磁極と
の作用により、回転子が継続して回転する。

【０００５】このようなモータの回転を検出する方法と
しては、ロータリエンコーダ方式が一般的である。すな
わち、モータの回転出力軸またはそれに応動する伝達機
構内に、外周縁部にスリットを形成した回転スリット円
盤を設け、該回転スリット円盤の外周縁部のスリットを
フォトインタラプタで検出することにより、回転を検出
する。この方法は、的確な回転検出を行なうことができ
るが、ロータリエンコーダを構成する回転スリット円盤
およびフォトインタラプタ等が必要となり、そのための
スペースの増大およびコストの上昇を伴うこととなる。
また、図１７および図１８に示すようにモータに流れる
電流のリップルから回転を検出する方法もある。すなわ
ち、図１７に示すように、駆動電源Ｅ０からモータの駆
動電流を一方の、例えば電極用ブラシＢ０２に給電する
給電路に抵抗Ｒ０を直列に介挿して、抵抗Ｒ０の端子電
圧を検出して、図１８に示すような６０°周期のリップ
ル波形を得る。このリップル波形は、回転子の回転角度
位置に対応しているから、これを適宜波形整形するなど
して、回転角度位置に応じたパルス信号を得ることがで
きる。この方法は、コストおよびスペースの面では有利
であるが、ノイズ等による誤検出のおそれがあるなど、
検出精度の面で不安がある。

【０００６】これに対して、特開平４−１２７８６４号
公報等には、一対の電極用ブラシとは別に回転検出用ブ
ラシを設けて回転検出を行なう方式が示されている。回
転検出用ブラシは、一対の電極用ブラシと同様に整流子
に摺接して、整流子における電圧を抽出する。この回転
検出用ブラシで検出した信号をもとにして回転を検出す
る。また、上記特開平４−１２７８６４号公報等には、
具体的には、例えば、図１９に示すような構成が開示さ
れている。モータＭ０の一対の電極用ブラシＢ０１およ
びＢ０２とは別途に回転検出用ブラシＢＤ０が設けられ
ている。回転検出用ブラシＢＤ０には、微分回路１０
１、時定数リセット回路１０２および時定数回路１０３
が順次接続されている。比較基準電圧発生部１０４の出
力が反転入力端に接続された比較器１０５の非反転入力
端に上記時定数回路１０３の出力が入力される。

【０００７】比較器１０５の出力は、図示極性のダイオ
ード１０６を介してリレー１０７の励磁コイルの一端に
接続される。リレー１０７の励磁コイルの他端は、駆動
電源Ｅ０の一端に接続される。駆動電源Ｅ０には、リレ
ー１０７の接点１０７ａを介して一対の電極用ブラシＢ
０１およびＢ０２が接続されている。リレー１０７の励
磁コイルの前記一端は、図示極性のダイオード１０８を
介してモータ起動回路１０９のトランジスタ１０９ａの
コレクタに接続されている。トランジスタ１０９ａのベ
ースには、抵抗１０９ｂを介してモータ起動信号が供給
され、トランジスタ１０９ａのベースとエミッタとの間
に抵抗１０９ｃが接続されている。トランジスタ１０９
ａのエミッタは、駆動電源Ｅ０の他端に接続されてい
る。

【０００８】図２０に、このような構成における各部の
信号波形、つまり、モータ起動回路１０９に入力される
モータ起動信号、回転検出用ブラシＢＤ０の検出信号、
微分回路１０１の出力信号、時定数回路１０３の出力信
号、比較器１０５の出力信号、リレー１０７の動作信号
および駆動電源Ｅ０からモータＭ０への駆動電源供給の
各波形が示されている。モータ起動信号によりモータ起
動回路１０９の トランジスタ１０９ａがオンとなる
と、リレー１０７がオンとなって接点１０７ａが閉じ、
電極用ブラシＢ０１およびＢ０２を介してモータＭ０に
電力が供給され、モータＭ０の回転が開始される。モー
タＭ０の回転に伴い回転検出用ブラシＢＤ０からパルス
列ＳＡ０が出力され、微分回路１０１で微分されて、各
パルスの前縁に同期した信号ＳＢ０が時定数リセット回
路１０２に供給される。時定数リセット回路１０２は、
信号ＳＢ０に同期して時定数回路１０３をリセットし、
時定数回路１０３から信号ＳＣ０として図２０に示すよ
うな信号を出力させる。

【０００９】モータＭ０が通常の回転速度で回転してい
る定常状態においては、時定数回路１０３の出力信号Ｓ
Ｃ０が比較基準電圧発生部１０４から供給される比較基
準電圧を超えることはない。この状態では、比較器１０
５の出力信号ＳＤ０は“Ｌ（低レベル）”であり、リレ
ー１０７は励磁されオン状態を続けて、モータＭ０に対
する給電は維持される。ところが、過負荷等によりモー
タＭ０の回転速度が低下すると、時定数回路１０３の出
力信号ＳＣ０が比較基準電圧を超え、比較器１０５の出
力信号ＳＤ０が“Ｈ（高レベル）”となり、リレー１０
７に励磁電流が流れなくなってオフとなり、接点１０７
ａが開いてモータＭ０に対する給電は停止される。この
ようにして、モータＭ０の回転速度の低下を検出し、モ
ータＭ０を停止させて、モータＭ０に過大な電流が流れ
続けることを防止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平４−１
２７８６４号公報等には、モータの回転速度がある程度
よりも低下した場合にのみリレーを動作させることが開
示されているに過ぎず、回転数、回転速度、回転位置お
よび該直流モータにより駆動される被駆動部材の位置等
を高精度に検出し、回転数制御、回転速度制御および移
動制御等に利用するための技術については明確に示され
ていない。本発明は、上述した事情に鑑みてなされたも
ので、簡単で且つスペースを占有しない構成により、ブ
ラシ式直流モータの回転速度および回転数を的確に検出
し、効果的な回転制御を可能とする直流モータの回転制
御装置を提供することを目的としている。

【００１１】本発明の請求項１の目的は、特に、スペー
スをとらない簡単且つ安価な構成で、効果的な回転検出
に基づく適切な累積回転数制御を可能とする直流モータ
の回転制御装置を提供することにある。本発明の請求項
２の目的は、特に、被駆動部材の作動位置に的確に累積
回転数を対応させ、被駆動部材の正確な位置制御を達成
する効果的な回転制御を可能とする直流モータの回転制
御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係る直流モータの回転制御装置は、上述した目的を
達成するために、回転子コイルに接続され且つ該回転子
コイルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流
駆動電圧を該整流子により切換えて前記回転子コイルに
供給する一対の電極用ブラシを、固定子と一体的に設け
た直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制
御装置において、前記一対の電極用ブラシに前記直流駆
動電圧を供給して当該直流モータを駆動するモータ駆動
回路と、前記一対の電極用ブラシとは別途に固定子側に
設けられ、前記回転子の回転を検出するための回転検出
用ブラシと、前記回転検出用ブラシを介して得られる電
圧を微分する微分回路と、前記微分回路により回転速度
に対応する時間間隔でトリガされて所定パルス幅のパル
スを発生するパルス発生器と、前記パルス発生器により
生成されるパルスに基づいて、前記回転子の回転速度お
よび累積回転数のうちの少なくともいずれかを求め、そ
の回転速度および累積回転数のうちの少なくともいずれ
かに基づいて前記モータ駆動回路を制御するモータ制御
回路とを備え、前記モータ制御回路は、前記パルス発生
器の出力パルスをカウントして当該直流モータの累積回
転数に対応する累積回転数情報を求める累積回転数算出
手段と、前記累積回転数算出手段で算出された累積回転
数情報と目標とする累積回転数とに基づいて、該目標累
積回転数までの残存回転数に対応する残存回転数情報を
求める残存回転数算出手段と、前記残存回転数算出手段
より出力される残存回転数情報を予め設定された値と比
較し、その比較結果に基づいて前記モータ駆動回路を制
御してモータ回転状態を変更させる駆動制御手段とを含
むことを特徴としている。

【００１３】請求項２に記載した本発明に係る直流モー
タの回転制御装置は、前記累積回転数算出手段が、当該
直流モータの回転開始後、該直流モータにより駆動され
る被駆動部材の基準位置において得られる信号に基づい
て、前記累積回転数情報のカウントを開始する手段を含
むことを特徴としている。

【００１４】

【作用】すなわち、本発明の請求項１による直流モータ
の回転制御装置は、一対の電極用ブラシとは別途に、回
転子の回転を検出するための回転検出用ブラシを固定子
側に設け、該回転検出用ブラシを介して得られる電圧を
微分回路で微分し、その微分出力により回転速度に対応
する時間間隔でパルス発生器をトリガして、所定パルス
幅のパルスを発生させるとともに、前記一対の電極用ブ
ラシに前記直流駆動電圧を供給して当該直流モータを駆
動するモータ駆動回路を、該パルスに基づいて、前記回
転子の回転速度および累積回転数のうちの少なくともい
ずれかを求め、その回転速度および累積回転数のうちの
少なくともいずれかに基づいて、モータ制御回路により
制御し、該モータ制御回路は、前記パルス発生器の出力
パルスをカウントする累積回転数算出手段により当該直
流モータの累積回転数に対応する累積回転数情報を求
め、該累積回転数情報と目標とする累積回転数とに基づ
いて、残存回転数算出手段により該目標累積回転数まで
の残存回転数に対応する残存回転数情報を求め、駆動制
御手段により、前記残存回転数情報を予め設定された値
と比較し、その比較結果に基づいて前記モータ駆動回路
を制御してモータ回転状態を変更させる。このような構
成により、簡単で且つスペースを占有しない安価な構成
により、ブラシ式直流モータの回転速度および回転数を
的確に検出し、適切な累積回転数制御が可能となる。

【００１５】また、本発明の請求項２による直流モータ
の回転制御装置は、前記累積回転数算出手段が、当該直
流モータの回転開始後、該直流モータにより駆動される
被駆動部材の基準位置において得られる信号に基づい
て、前記累積回転数情報のカウントを開始する手段を含
む。このような構成により、特に、被駆動部材の作動位
置に的確に累積回転数を対応させ、被駆動部材の正確な
位置制御を達成する効果的な回転制御が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き、図面を参照して本発明に係る直流モータの回転制御
装置を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明の第１の
実施の形態に係る直流モータの回転制御装置を説明する
ためのものである。図１は、直流モータの回転制御装置
の構成を示しており、図２は、図１に示す直流モータの
回転制御装置におけるモータ駆動回路のデコーダの動作
を示す図、図３は、図１に示す直流モータの回転制御装
置の動作を説明するためのフローチャートである。図１
〜図３に示す本発明の第１の実施の形態に係る直流モー
タの回転制御装置の説明に先立ち、まず本発明で用いて
いる直流モータの回転検出装置について説明する。

【００１７】図４に示す直流モータの回転検出装置は、
駆動電源Ｅ１からスイッチＳＷ１を介して駆動電力が供
給されて駆動される直流モータＭ１の回転を検出するも
のであり、直流モータＭ１には、一対の電極用ブラシＢ
１１およびＢ１２と回転検出用ブラシＢＤ１を設けてい
る。図４の直流モータの回転検出装置は、ノイズ除去回
路１、微分回路２、増幅器３およびパルス発生器４を具
備する。ノイズ除去回路１は、回転検出用ブラシＢＤ１
の検出信号の急峻なサージ状の波形等のノイズ成分を除
去して微分回路２に供給する回路であり、例えば図５に
示すように構成される。図５に示すノイズ除去回路１
は、定電圧ダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ１およびコンデン
サＣ１を有している。定電圧ダイオードＺＤ１は、例え
ばツェナーダイオード等からなり、回転検出用ブラシＢ
Ｄ１と駆動電源Ｅ１の共通低電位側との間に図示極性で
接続される。

【００１８】抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は順次直列
に接続されて、これらの直列回路が、定電圧ダイオード
ＺＤ１と並列に、回転検出用ブラシＢＤ１と駆動電源Ｅ
１の共通低電位との間に接続される。このとき、抵抗Ｒ
１の一端は、入力点、つまり回転検出用ブラシＢＤ１と
定電圧ダイオードＺＤ１との接続点に接続される。抵抗
Ｒ１の他端は、コンデンサＣ１の一端に接続され、コン
デンサＣ１の他端は共通低電位に接続される。コンデン
サＣ１の両端すなわち、該コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１と
の接続点と、共通低電位との間の電圧が微分回路２に供
給される。微分回路２は、回転検出用ブラシＢＤ１の検
出信号からノイズ除去回路１によりノイズが除去された
信号を微分して、微分パルスを出力する。微分回路２
は、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号からノイズが除
去された信号波形の急峻な立ち上がりまたは立ち下がり
を検出し、回転速度によって周期が変動する微分パルス
列を出力する回路であり、例えば図６に示すように構成
される。

【００１９】図６に示す微分回路２は、コンデンサＣ
２、抵抗Ｒ２およびダイオードＤ１を有している。コン
デンサＣ２と抵抗Ｒ２は直列に接続され、このコンデン
サＣ２と抵抗Ｒ２の直列回路の両端にノイズ除去回路１
の出力が供給される。コンデンサＣ２の一端がノイズ除
去回路１の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点に接続さ
れ、コンデンサＣ２の他端が抵抗Ｒ２を介して共通低電
位に接続される。ダイオードＤ１は、抵抗Ｒ２に並列に
図示極性で接続され、該ダイオードＤ１の両端の電圧が
増幅器３に供給される。微分回路２は、図７に示すよう
に構成することもできる。図７に示す微分回路２Ａは、
コンデンサＣ３、抵抗Ｒ３およびダイオードＤ２を有し
ている。コンデンサＣ３と抵抗Ｒ３は直列に接続され、
このコンデンサＣ３と抵抗Ｒ３の直列回路の両端にノイ
ズ除去回路１の出力が供給される。コンデンサＣ３の一
端が抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点に接続され、コ
ンデンサＣ３の他端が抵抗Ｒ３を介して電源電位ＶＣＣ
に接続される。ダイオードＤ２は、抵抗Ｒ３に並列に図
示極性で接続され、該ダイオードＤ２の両端の電圧が増
幅器３に供給される。

【００２０】増幅器３は、微分回路２の出力を増幅し、
その出力をパルス発生器４に与えてパルス発生器４をト
リガする。パルス発生器４は、トリガ信号に応答して所
定パルス幅のワンショットパルスを発生する。パルス発
生器４は、パルス列によってトリガされると、トリガパ
ルス列と同じ周期の一定パルス幅のパルス列を出力する
回路であり、例えば図８に示すように構成される。図８
に示すパルス発生器４は、ノアゲートＮＯＲ、コンデン
サＣ４、抵抗Ｒ４、インバータＩＮＶを有している。ノ
アゲートＮＯＲは、２入力タイプであり、増幅器３の出
力が一方の入力端に入力される。ノアゲートＮＯＲの出
力端には、コンデンサＣ４の一端が接続される。コンデ
ンサＣ４の他端には抵抗Ｒ４の一端が接続され、抵抗Ｒ
４の他端は、電源電位ＶＣＣに接続される。コンデンサ
Ｃ４と抵抗Ｒ４との接続点は、インバータＩＮＶの入力
端に接続される。インバータＩＮＶの出力端は、バッフ
ァ回路ＢＵＦの入力端に接続される。インバータＩＮＶ
の出力は、ノアゲートＮＯＲの他方の入力端にフィード
バックされ、バッファ回路ＢＵＦの出力がパルス発生出
力となる。

【００２１】次に、図４の直流モータの回転検出装置の
動作について、図９に示す各部の波形図を参照して説明
する。図９には、ノイズ除去回路１の出力信号（ノイズ
を除去した後の回転検出用ブラシＢＤ１の出力信号）Ｓ
Ａ１、微分回路２の出力信号ＳＢ１およびパルス発生器
４の出力信号ＳＣ１の各信号電圧波形を示している。回
転検出用ブラシＢＤ１を有する直流モータＭ１は、直流
駆動電源Ｅ１にスイッチＳＷ１を直列に介して接続され
ており、該直流モータＭ１の回転検出用ブラシＢＤ１を
ノイズ除去回路１に接続している。ノイズ除去回路１
は、例えば図２に示したように抵抗Ｒ１とコンデンサＣ
１との直列回路に並列にツェナーダイオード等の定電圧
ダイオードＺＤ１が並列に接続されている。定電圧ダイ
オードＺＤ１は、モータＭ１の回転子巻線、すなわち回
転子コイルの自己誘導作用による逆起電力による電圧を
クランプする。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は、両者
の接続点から出力を取り出して、高周波成分を除去する
ためのローパスフィルタを構成している。ローパスフィ
ルタを構成する抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点から
取り出した出力を、微分回路２に供給する。

【００２２】スイッチＳＷ１を閉じると直流モータＭ１
に駆動電源Ｅ１からの直流電圧が供給され、電極用ブラ
シＢ１１およびＢ１２を介して回転子コイルが励磁され
て、永久磁石等により磁極が形成された固定子に対し
て、回転子が回転する。この直流モータＭ１の回転によ
り、回転検出用ブラシＢＤ１にほぼパルス状の電圧信号
が発生する。回転検出用ブラシＢＤ１から出力される電
圧信号のパルス列の各パルスの前縁部には急峻なサージ
状の波形が見られる。これは、ブラシに当接する整流子
の接片が切り替わるときに、各接片に接続された回転子
コイルに流れる電流の大きさが瞬間的に変化することに
起因し、回転子コイルの自己誘導作用により発生する電
圧によるものであり、その大きさは、回転速度に応じて
コイルを流れる電流の大きさにより変化する。また、各
パルス波形には、回転子コイルに流れる電流およびコイ
ルの直流抵抗成分により生ずる電圧と、コイルが磁界中
を回転することにより生ずる誘導電圧とが合成された傾
斜部分が形成される。

【００２３】ノイズ除去回路１の出力信号ＳＡ１の波形
は、図９に示すように上述したサージ波形および回転検
出用ブラシＢＤ１と整流子との接触により生じる機械的
ノイズ等の高周波ノイズが除去されている。微分回路２
は、このノイズ除去回路１の出力信号ＳＡ１の電圧を、
例えば図６に示すようなコンデンサＣ２、抵抗Ｒ２およ
びダイオードＤ１からなる回路にて微分する。微分回路
２では、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２との接続点で得られ
る微分波形のうち、ダイオードＤ１によって例えば立ち
下がりによる負極性成分を除去して、急峻な立ち上がり
による正極性成分のみを取り出し、図９に示すようなス
パイク状の微分パルスを形成する。微分回路２の出力
は、増幅器３で適宜増幅されて、トリガパルスとしてパ
ルス発生器４をトリガする。

【００２４】パルス発生器４は、図８に示すように、ノ
アゲートＮＯＲ、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ４、インバー
タＩＮＶおよびバッファ回路ＢＵＦからなる、いわゆる
ワンショットパルス発生回路であり、ノアゲートＮＯＲ
にトリガ信号が入力されると、その都度、所定パルス幅
のワンショットパルスを発生する。すなわち、パルス発
生器４は、トリガ信号によって、インバータＩＮＶの出
力が反転し、コンデンサＣ４および抵抗Ｒ４により形成
される時定数回路によって、所定時間後にインバータＩ
ＮＶの出力が再度反転する。このインバータＩＮＶの出
力をさらにバッファ回路ＢＵＦを介して図９に示すよう
な方形波パルスを出力する。このパルス発生器４の出力
パルス幅ｔｗは、時定数回路であるコンデンサＣ４およ
び抵抗Ｒ４の値により設定することができる。

【００２５】図９に示す波形は、３極モータ、すなわち
回転子コイルの数が３個の場合の例を示しており、最大
回転速度をＮ［rpm］とすると、直流モータの回転子が
１回転するのに要する時間、つまり回転周期、は、｛１
／（Ｎ／６０）｝［sec］となる。回転検出用ブラシＢ
Ｄ１のパルス周期をＴとすると、パルス発生器４の出力
パルス幅ｔｗは、各パルスが隣接するパルスとオーバラ
ップしないようにするためには、ｔｗ＜Ｔ＝６０／３Ｎ
でなければならない。したがって、ｎ個の回転子コイル
を有するｎ極モータの場合には、パルス幅ｔｗはｔｗ＜
６０／ｎＮの範囲に設定する必要がある。なお、ノイズ
除去回路１および増幅器３は、使用する直流モータの特
性や使用する電力あるいは信号処理回路システムの電圧
等に応じて適宜構成すれば良く、このノイズ除去回路１
は、必ずしも必須の構成ではなく、使用する直流モータ
の特性や使用する電力あるいは信号処理回路システムの
電圧等によっては、省略することもできる。

【００２６】上述した直流モータの回転検出装置を用い
て、例えば図１０に示すような直流モータの回転制御装
置を構成することができる。図１０に示す直流モータの
回転制御装置は、直流モータＭ２に加えて、図４と同様
のノイズ除去回路１、微分回路２、増幅器３、およびパ
ルス発生器４を具備し、さらにモータ駆動回路５、およ
びモータ制御回路１０を備えている。図１０の直流モー
タの回転制御装置は、電源部Ｅ２を含むモータ駆動回路
５から駆動電力が供給されて駆動される直流モータＭ２
の回転を制御するものであり、モータＭ２には、一対の
電極用ブラシＢ２１およびＢ２２と回転検出用ブラシＢ
Ｄ２を設けている。モータ駆動回路５は、電源部Ｅ２お
よびスイッチング部を備えている。直流電源からなる電
源部Ｅ２の正負出力端間に、トランジスタＱ１、Ｑ２、
Ｑ３およびＱ４により形成されるブリッジ回路を接続し
ている。ブリッジ接続されたトランジスタＱ１、Ｑ２、
Ｑ３およびＱ４を用いてスイッチング部を構成してい
る。

【００２７】モータ駆動回路５の出力端の一方、すなわ
ちｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタとｎｐｎトランジ
スタＱ３のコレクタとの接続点、に直流モータＭ２の一
方の電極用ブラシＢ２１を、モータ駆動回路５の出力端
の他方、すなわちｐｎｐトランジスタＱ２のコレクタと
ｎｐｎトランジスタＱ４のコレクタとの接続点、に直流
モータＭ２の他方の電極用ブラシＢ２２をそれぞれ接続
している。

【００２８】モータ駆動回路５の制御入力端には、モー
タ制御回路１０を接続しており、モータ制御回路１０か
らのモータ制御信号によって、トランジスタＱ１〜Ｑ４
をオン／オフ制御してスイッチングし、直流モータＭ２
の正転、逆転および停止等の制御を行なう。直流モータ
Ｍ２の回転検出用ブラシＢＤ２は、該回転検出用ブラシ
ＢＤ２による検出信号における不要なノイズ成分を除去
するためのノイズ除去回路１に接続している。該ノイズ
除去回路１の出力は、波形を微分して、例えば、立ち上
がりエッジにほぼ同期した微分パルスを得る微分回路２
に接続している。微分回路２の出力は、前記微分パルス
を適宜増幅する増幅器３に接続し、該増幅器３の出力を
パルス発生器４に接続している。パルス発生器４は、増
幅器３から与えられる微分パルスによりトリガされて、
所定パルス幅のパルスを発生する。パルス発生器４の出
力には、モータ制御回路１０を接続している。

【００２９】モータ制御回路１０は、マイクロコンピュ
ータ等を用いて構成され、例えば回転速度算出手段１１
および累積回転数算出手段１２を有している。モータ制
御回路１０の回転速度算出手段１１は、パルス発生器４
の出力に基づいて、そのパルス繰り返し周波数から回転
速度を算出する。モータ制御回路１０の累積回転数算出
手段１２は、パルス発生器４の出力パルス数を累積的に
カウントし、そのカウント値に基づいて累積回転数を算
出する。モータ制御回路１０は、回転速度算出手段１１
および累積回転数算出手段１２の計算結果に基づき、ま
た、必要ならば外部からの制御指示を受けて、モータ駆
動回路５に対するモータ制御信号を生成し、モータ駆動
回路５に供給する。

【００３０】次に、図１０の直流モータの回転制御装置
の動作について説明する。モータ制御回路１０からモー
タ制御信号が出力され、モータ駆動回路５のトランジス
タＱ１およびトランジスタＱ４がオンとなると、直流モ
ータＭ２（の回転子）が、例えば時計方向に回転する。
直流モータＭ２の回転検出用ブラシＢＤ２の電圧は、ノ
イズ除去回路１を介して微分回路２に入力される。微分
回路２は、回転検出用ブラシＢＤ２の電圧の、この場合
立ち上がりエッジに応答して微分パルスを出力する。直
流モータＭ２の回転検出用ブラシＢＤ２の電圧は、直流
モータＭ２の回転角度変化に対応する周期的なパルス状
の波形であり、微分パルスのパルス繰り返し周期すなわ
ち時間間隔は、直流モータＭ２の回転角速度に反比例す
ることになる。この微分パルスが増幅器３で増幅されて
パルス発生器４をトリガする。パルス発生器４は、トリ
ガされる毎にその都度予め設定された時間幅のパルスを
発生する。

【００３１】したがって、パルス発生器４の出力には、
該直流モータＭ２の回転角速度に反比例して、パルス間
隔が変化する方形波のパルス列が得られることになる。
このパルス列が、モータ制御回路１０の回転速度算出手
段１１および累積回転数算出手段１２で処理されて、そ
れぞれ回転速度および累積回転数が算出される。モータ
制御回路１０からは、回転速度および累積回転数の少な
くとも一方に基づいて、モータ駆動回路５に、モータ制
御信号を供給する。モータ駆動回路５は、モータ制御信
号に基づく所要のタイミングで、トランジスタＱ１〜Ｑ
４をスイッチング制御する。

【００３２】以上のように構成にすれば、直流モータＭ
２の回転に対して安定な回転信号を得て、直流モータＭ
２を適正に回転制御することができる。図１０に示す直
流モータの回転制御装置は、パルス発生器４から出力さ
れるパルス列がモータ制御回路１０の回転速度算出手段
１１および累積回転数算出手段１２で処理されて、それ
ぞれ回転速度および累積回転数が算出され、これらの少
なくとも一方に基づいて、モータ駆動回路５を制御して
いるが、累積回転数に基づく具体的な制御の一つの手法
を提供するのが、図１〜図３に示す本発明の第１の実施
の形態に係る直流モータの回転制御装置である。本発明
の第１の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の
構成を図１に示している。図１に示す直流モータの回転
制御装置は、モータ駆動回路２１、直流モータ２２、パ
ルス発生器２３およびモータ制御回路２４を具備する。
モータ駆動回路２１は、電源部Ｅ３、デコーダＤＥＣお
よびトランジスタからなスイッチング部を有している。

【００３３】モータ駆動回路２１のスイッチング部、直
流モータ２２およびパルス発生器２３は、図１０の直流
モータの回転制御装置におけるモータ駆動回路５のスイ
ッチング部、直流モータＭ２およびパルス発生器４と同
様に構成され、直流モータ２２とパルス発生器２３との
間には、図示していないが図１０のノイズ除去回路１、
微分回路２、および増幅器３等と同様の構成が設けられ
ている。モータ制御回路２４は、パルス発生器２３の出
力に基づいて、モータ駆動回路２１にモータ制御信号を
与える。モータ駆動回路２１のスイッチング部は、図１
０のモータ駆動回路５のスイッチング部と同様のトラン
ジスタＱ１〜Ｑ４からなるブリッジ回路からなり、且つ
直流モータ２２には、図１０の直流モータＭ２の場合と
同様の一対の電極用ブラシＢ２１およびＢ２２と回転検
出用ブラシＢＤ２を設けている。

【００３４】すなわち、モータ駆動回路２１の直流電源
からなる電源部Ｅ３の正負出力端間に、トランジスタＱ
１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４により形成されるブリッジ回
路を接続し、これらブリッジ接続されたトランジスタＱ
１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４を用いてスイッチング部を構
成している。モータ駆動回路２１の出力端の一方、すな
わちｐｎｐトランジスタＱ１のコレクタとｎｐｎトラン
ジスタＱ３のコレクタとの接続点、に直流モータ２２の
一方の電極用ブラシＢ２１を、モータ駆動回路２１の出
力端の他方、すなわちｐｎｐトランジスタＱ２のコレク
タとｎｐｎトランジスタＱ４のコレクタとの接続点、に
直流モータ２２の他方の電極用ブラシＢ２２をそれぞれ
接続している。

【００３５】すなわち、図１に示す直流モータの回転制
御装置のモータ駆動回路２１の基本構成は、図１０に示
したモータ駆動回路５の構成とほぼ同様である。図１０
のモータ駆動回路５との回路上の相違点は、モータ駆動
回路２１の内部構成であり、トランジスタＱ１〜Ｑ４で
構成されるブリッジ回路の前段にデコーダＤＥＣを有す
ることである。この場合のモータ駆動回路２１の機能と
しては、モータ制御回路２４からモータ制御信号として
供給される各１ビットの入力信号ＩＮ１およびＩＮ２の
２ビットの組合わせにより、図２に真理値表を示すよう
にモータの時計方向回転、反時計方向回転、ブレーキ
（シャント）および停止の４つの状態をとることができ
る。このようなモータ駆動回路２１は、制御信号が少な
くて済むため直流モータの回転を制御する機器に広く利
用することができる。この場合、モータ駆動回路２１
は、モータ制御信号ＩＮ１およびＩＮ２に応動するデコ
ーダＤＥＣの出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３および
ＯＵＴ４により、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ
３およびＱ４をオン／オフ動作させる。

【００３６】また、モータ制御回路２４は、マイクロコ
ンピュータ等を用いて構成され、モータ制御信号を生成
して、モータ駆動回路２１のデコーダＤＥＣに供給す
る。すなわち、モータ制御回路２４は、回転速度算出手
段２４１、累積回転数算出手段２４２および残存回転数
算出手段２４３を有している。回転速度算出手段２４１
は、パルス発生器２３から与えられるパルス間隔に基づ
いて回転子つまりモータの回転速度を算出する。累積回
転数算出手段２４２は、パルス発生器２３から与えられ
るパルス数に基づいて回転子つまりモータの累積回転数
を算出する。残存回転数算出手段２４３は、累積回転数
算出手段２４２により求められる累積回転数と目標とす
る累積回転数とに基づいて、目標とする累積回転数に達
するまでの残存回転数を求め、該残存回転数に対応する
モータ制御信号をモータ駆動回路２１のデコーダＤＥＣ
に供給する。

【００３７】次に、図１の直流モータの回転制御装置の
動作について、図３に示す要部のフローチャートを参照
して説明する。この場合、理解を容易にするため、モー
タ制御回路２４において取り扱うデータとして、パルス
発生器２３の出力パルスは、回転子の１回転あたり１パ
ルスであるとし、累積回転数は累積パルス数、残存回転
数は残存パルス数として説明する。もちろん、パルス発
生器２３の出力パルスは、回転子の１回転あたり複数パ
ルスであってもよい。その場合、１回転あたり１パルス
に変換して累積回転数および残存回転数を処理してもよ
く、１回転あたり複数パルスのままパルス数で累積パル
ス数および残存パルス数として処理してもよい。直流モ
ータ２２を回転させる前準備として、モータ制御回路２
４（例えばマイクロコンピュータ）は、累積パルス数を
“０”として、例えばモータ制御回路１５の内部のメモ
リ（図示していない）にセットする（ステップＳ１）。
また、目標とする累積パルス数を、残存パルス数の初期
値として所定の値“ｍ”を、同様にメモリにセットする
（ステップＳ２）。

【００３８】直流モータ２２が停止している初期状態に
おいて、モータ制御回路２４から、モータ駆動回路２１
のトランジスタＱ１とトランジスタＱ４とをオンとする
モータ制御信号を出力すると、電源回路Ｅ３から、直流
モータ２２の電極用ブラシＢ２１〜Ｂ２２間にほぼ電源
電圧に等しい電圧が印加され、直流モータ２２が、例え
ば時計方向に回転を始める（ステップＳ３）。直流モー
タ２２の回転に従ってパルス発生器２３の出力には直流
モータ２２の回転検出用ブラシＢＤ２からの回転信号パ
ルスがあらわれる。直流モータ２２の回転開始以後、こ
の回転信号パルスがモータ制御回路２４の累積回転数算
出手段２４２で検出され、回転信号パルスを検出する毎
に（ステップＳ４）、累積回転数算出手段２４２は累積
パルス数を＋１し（ステップＳ５）、残存回転数算出手
段２４３が、残存パルス数“ｍ”をｍ＝ｍ−１として算
出更新する（ステップＳ６）。

【００３９】そして、残存パルス数が“０”になったら
（ステップＳ７）、モータ制御回路２４は、モータ駆動
回路２１のトランジスタＱ３およびＱ４をオンとするモ
ータ制御信号を出力する（ステップＳ８）。このトラン
ジスタＱ３およびＱ４をオンとするモータ制御信号はブ
レーキ信号として作用し、このモータ制御信号は所定の
ウェイト時間継続して出力され（ステップＳ９）、直流
モータ２２にブレーキをかける。所定時間経過後は、モ
ータ駆動回路２１の全てのトランジスタＱ１〜Ｑ４をオ
フとするモータ制御信号を出力し（ステップＳ１０）、
このトランジスタＱ１〜Ｑ４を全てオフとするモータ制
御信号は、モータ停止信号（オフ信号）として作用して
直流モータ２２は停止する（ステップＳ１１）。この第
１の実施の形態による図１の直流モータの回転制御装置
では、モータ制御回路２４が、パルス発生器２３の出力
パルスを累積回転数算出手段２４２にてカウントし、該
カウント値に基づき、累積回転数算出手段２４２にて当
該直流モータ２２の累積回転数に対応する累積回転数情
報を求め、前記累積回転数算出手段２４２で算出された
累積回転数情報と目標とする累積回転数とに基づいて、
残存回転数算出手段２４３により該目標累積回転数まで
の残存回転数に対応する残存回転数情報を求め、該残存
回転数情報に基づいてモータ駆動回路２１を制御してモ
ータ回転状態を変更させる。

【００４０】なお、上述においては、残存回転数情報に
より直接的にモータを停止させる駆動制御手段を、実質
的に残存回転数算出手段２４３に内在させる構成とした
が、このように、所定パルス数カウント後に直流モータ
２２を停止制御する他、例えば回転速度を変更し、また
は回転方向を変更する制御を行なうようにしてもよい。
また、残存回転数情報に基づいてモータ駆動回路２１を
制御するにあたり、残存回転数算出手段２４３より出力
される残存回転数情報を予め設定された値と比較し、そ
の比較結果に基づいてモータ駆動回路２１を制御してモ
ータ回転状態を変更させる駆動制御手段を設ける構成と
して、さらに精密な制御を行なうようにしてもよい。上
述した実施の形態が本発明の請求項１にほぼ対応する。

【００４１】なお、図３においては、直流モータ１３の
回転開始前に累積パルス数を“０”に初期化するように
しているが、直流モータ２２の回転開始後の最初の回転
信号パルスを検出した時に、累積パルス数を“０”に初
期化するようにしてもよい。また、直流モータ２２の回
転開始から累積パルス数をカウントするようにしている
が、例えば別の信号をトリガ信号として用いて、該トリ
ガ信号によりカウントを開始するようにしてもよい。本
発明の第２の実施の形態に係る直流モータの回転制御装
置のタイミングチャートを図１１に示している。図１１
に示すタイミングチャートは、図１の直流モータの回転
制御装置と大部分が同様に構成され、モータ制御回路２
１におけるパルス発生器２３の出力パルスのカウント開
始タイミングを、直流モータ２２により駆動される被駆
動部材（図示していない）から得ている点のみが異なっ
ている。被駆動部材は、直流モータ２２により駆動され
て、直線的移動、曲線的移動または回転作動する部材で
あり、直流モータ２２駆動による作動を開始してから基
準位置を通過する際に、適宜なる位置検出手段（図示し
ていない）等により被駆動部材信号を発生するようにし
ている。

【００４２】図１１に示すタイミングチャートには、パ
ルス発生器２３の出力パルス、被駆動部材信号および直
流モータ２２に対するモータ制御信号を模式的に示して
いる。直流モータ２２が回転を開始すると、パルス発生
器２３からは、回転子の回転数に対応して、例えば所定
の回転角度毎のパルス列が出力される。直流モータ２２
の回転により被駆動部材が駆動され、基準位置に達する
と、被駆動部材が検出され、それまで“Ｌ”であった被
駆動部材信号が“Ｈ”となる。被駆動部材信号が“Ｈ”
となると、モータ制御回路２４の累積回転数算出手段２
４２のカウント値が初期値“０”に初期化され、目標カ
ウント値つまり残存回転数算出手段２４３の残存回転数
情報“ｍ”が所定の目標値セットされて、モータ制御回
路２４の累積回転数算出手段２４２におけるカウントが
開始される。累積カウント値が所定値に達するとモータ
制御回路２４がモータ制御信号により直流モータ２２を
停止させる。

【００４３】このように、累積パルス数のカウント開始
をモータの回転開始後、被駆動部材からの信号に基づい
て行なうようにすることにより、累積回転数情報による
駆動量制御を高精度に行なうことが可能となる。上述し
た実施の形態が本発明の請求項２にほぼ対応する。次
に、上述した本発明の第１および第２の実施の形態によ
る直流モータの回転制御装置において、回転検出に用い
ている回転検出用ブラシについて、詳細に検討する。図
１２は、本発明に係る回転検出用ブラシＢＤ３を、一対
の電極用ブラシＢ３１およびＢ３２のうちの一方、すな
わち電極用ブラシＢ３２に対し６０°の角度位置に配置
した例である。この場合、整流子ＣＭ３に対する接触位
置について、回転検出用ブラシの接触位置との角度差が
小さい方の電極用ブラシをＢ３２とし、接触位置の角度
差が大きい方の電極用ブラシをＢ３１とする。

【００４４】図１２の（ａ）〜（ｅ）は、図１２（ａ）
を基準として、整流子ＣＭ３が時計方向に順次３０°ず
つ回転した状態をそれぞれ示したものである。図１３
は、図１２（ａ）〜（ｅ）のように整流子ＣＭ３つまり
回転子が回転したときの回転検出用ブラシＢＤ３の出力
Ｖの予測される電圧波形である。図１３の波形は、図１
８に示すモータの駆動電圧のリップルから回転数を検出
する場合の波形と比較してわかるように、６０°毎に出
力が大きく変化している。このような波形であれば、ロ
ーパスフィルタを通すことにより、出力Ｖからリップル
を含めた高周波成分を除去した波形をもとに回転数に係
る情報を検出することができることがわかる。

【００４５】次に、どのような位置に回転検出用ブラシ
ＢＤ３を配置すればいいかを検討する。図１２（ａ）の
状態においては、電極用ブラシＢ３１は、整流子ＣＭ３
の図示左上および右上の２個の導体片に接触しており、
回転検出用ブラシＢＤ３は、整流子ＣＭ３の図示右上お
よび下方の２個の導体片に接触しており、電極用ブラシ
Ｂ３２は、整流子ＣＭ３の図示下方の導体片に接触して
いる。したがって、電源部Ｅ４の正側に接続された電極
用ブラシＢ３１は、整流子ＣＭ３の図示右上の導体片、
回転検出用ブラシＢＤ３、整流子ＣＭ３の図示下方の導
体片を介して、電源部Ｅ４の負側に接続された電極用ブ
ラシＢ３２に導通している。このため、結果的には、電
源Ｅ４の正負両端が短絡された状態となっている。この
ような状態の存在は、直流モータが高速で回転している
ときには、それほど大きな問題とはならないことも多い
が、この状態でモータが停止したときが問題となる。一
般には、この種の直流モータの回転子は、鉄心にコイル
を巻装して構成されており、コイルに電流を流さない状
態では、この鉄心が永久磁石からなる固定子の磁極に引
き付けられるため、例えば３極モータの場合６個所の安
定ポイントがある。この安定ポイントに対応する位置を
外して、回転検出用ブラシＢＤ３の整流子ＣＭ３への摺
接位置を設定すれば、上述の問題は低減されるが、上述
した電源Ｅ４の短絡状態が生じないことが望ましい。

【００４６】このような電源Ｅ４の短絡状態が生じない
ようにするには、回転検出用ブラシＢＤ３の整流子ＣＭ
３への摺接位置を、３極モータの場合、電極用ブラシＢ
３２の摺接位置との間の角度が６０°未満となるように
すればよい。すなわち、ｎ極（ｎは３以上の自然数）の
モータの場合には、一方の電極用ブラシＢ３２の摺接位
置との間の角度が１８０／ｎ°未満となるようにすれば
よい。図１４は、上述した考察に従い、本発明に係る回
転検出用ブラシＢＤ３′を、一対の電極用ブラシＢ３１
およびＢ３２のうちの一方、すなわち電極用ブラシＢ３
２に対し４０°の角度位置に配置した例である。図１４
の（ａ）〜（ｇ）は、図１４（ａ）を基準として、整流
子ＣＭ３が時計方向に順次２０°ずつ回転した状態をそ
れぞれ示したものである。図１５は、図１４（ａ）〜
（ｇ）のように整流子ＣＭ３が回転したときの回転検出
用ブラシＢＤ３′の出力Ｖの予測される電圧波形であ
る。

【００４７】この場合には、電源Ｅ４の短絡状態は全く
発生しないことが分かる。すなわち、この場合には、ｎ
極の直流モータの回転子コイルに接続され且つ該回転子
コイルと共に回転子に一体的に設けられた整流子によ
り、該回転子の回転動作に伴って直流駆動電圧を切換え
て前記回転子コイルに供給し、固定子と一体的に設けら
れ、前記整流子に摺接する第１および第２の電極用ブラ
シにより、直流駆動電圧を該整流子に供給し、前記第１
および第２の電極用ブラシとは別途に、前記固定子側
に、前記第２の電極用ブラシに対して１８０／ｎ°未満
の回転角度位置にて前記整流子に摺接させて、前記回転
子の回転を検出するための回転検出用ブラシを配設す
る。前記一対の電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給
するモータ駆動回路により当該直流モータを駆動し、前
記第１の電極用ブラシに正電位を、前記第２の電極用ブ
ラシに負電位を、それぞれ印加した際に前記回転検出用
ブラシにより検出される電圧に基づいてパルス発生器が
回転動作パルスを発生する。その他、本発明は、上述し
且つ図面に示す実施の形態にのみ限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲内において種々変形して
実施することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単で且つスペースを占有しない構成により、ブラシ式直
流モータの回転速度および回転数を的確に検出し、効果
的な回転制御を可能とする直流モータの回転制御装置を
提供することができる。特に、本発明の請求項１の直流
モータの回転制御装置によれば、一対の電極用ブラシと
は別途に、回転子の回転を検出するための回転検出用ブ
ラシを固定子側に設け、該回転検出用ブラシを介して得
られる電圧を微分回路で微分し、その微分出力により回
転速度に対応する時間間隔でパルス発生器をトリガし
て、所定パルス幅のパルスを発生させるとともに、前記
一対の電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給して当該
直流モータを駆動するモータ駆動回路を、該パルスに基
づいて、前記回転子の回転速度および累積回転数のうち
の少なくともいずれかを求め、その回転速度および累積
回転数のうちの少なくともいずれかに基づいて、モータ
制御回路により制御し、該モータ制御回路は、前記パル
ス発生器の出力パルスをカウントする累積回転数算出手
段により当該直流モータの累積回転数に対応する累積回
転数情報を求め、該累積回転数情報と目標とする累積回
転数とに基づいて、残存回転数算出手段により該目標累
積回転数までの残存回転数に対応する残存回転数情報を
求め、駆動制御手段により、前記残存回転数情報を予め
設定された値と比較し、その比較結果に基づいて前記モ
ータ駆動回路を制御してモータ回転状態を変更させる構
成により、簡単で且つスペースを占有しない安価な構成
により、ブラシ式直流モータの回転速度および回転数を
的確に検出し、適切な累積回転数制御が可能となる。

【００４９】また、本発明の請求項２の直流モータの回
転制御装置によれば、前記累積回転数算出手段が、当該
直流モータの回転開始後、該直流モータにより駆動され
る被駆動部材の基準位置において得られる信号に基づい
て、前記累積回転数情報のカウントを開始する手段を含
む構成とすることにより、特に、被駆動部材の作動位置
に的確に累積回転数を対応させ、被駆動部材の正確な位
置制御の達成する効果的な回転制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直流モータの
回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】図１の直流モータの回転制御装置におけるモー
タ駆動回路のデコーダの動作を説明するための図であ
る。

【図３】図１の直流モータの回転制御装置の動作を説明
するための要部のフローチャートである。

【図４】本発明に係る直流モータの回転制御装置の実施
の形態に用いる直流モータの回転検出装置の一例の構成
を模式的に示すブロック図である。

【図５】図４の直流モータの回転検出装置のノイズ除去
回路の具体的な構成の一例を示す回路構成図である。

【図６】図４の直流モータの回転検出装置の微分回路の
具体的な構成の一例を示す回路構成図である。

【図７】図４の直流モータの回転検出装置の微分回路の
具体的な構成の他の一例を示す回路構成図である。

【図８】図４の直流モータの回転検出装置のパルス発生
器の具体的な構成の一例を示す回路構成図である。

【図９】図４の直流モータの回転検出装置の動作を説明
するための各部波形図である。

【図１０】図４の直流モータの回転検出装置を用いた直
流モータの回転制御装置の一例の構成を模式的に示すブ
ロック図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る直流モータ
の回転制御装置の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図１２】本発明に係る直流モータの回転検出装置の動
作を説明するための回転検出用ブラシをある位置に設定
したときの整流子と各ブラシとの位置関係の変化を説明
するための模式図である。

【図１３】図１２の直流モータの回転検出装置の動作を
説明するための回転検出用ブラシの出力信号の波形図で
ある。

【図１４】本発明に係る直流モータの回転検出装置の動
作を説明するための回転検出用ブラシを他の位置に設定
したときの整流子と各ブラシとの位置関係の変化を説明
するための模式図である。

【図１５】図１４の直流モータの回転検出装置の動作を
説明するための回転検出用ブラシの出力信号の波形図で
ある。

【図１６】一般的な３極直流モータの原理構成を説明す
るための模式図である。

【図１７】従来の３極直流モータにおける回転検出手法
を説明するための模式図である。

【図１８】図１７の３極直流モータにおける回転検出手
法における信号波形を説明するための模式図である。

【図１９】従来の回転検出用ブラシを用いた直流モータ
における回転制御装置の一例の構成を説明するための模
式図である。

【図２０】図１９の回転制御装置における各部信号波形
を説明するための模式図である。

【符号の説明】 １ ノイズ除去回路 ２ 微分回路 ３ 増幅器 ４，２３ パルス発生器 ５，２１ モータ駆動回路 １０，２４ モータ制御回路 １１，２４１ 回転速度算出手段 １２，２４２ 累積回転数算出手段 ２４３ 残存回転数算出手段 Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ３１，Ｂ３２ 電
極用ブラシ ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ３′ 回転検出用ブラシ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ ＣＭ３ 整流子 Ｄ１，Ｄ２ ダイオード ＤＡＣ Ｄ／Ａ（ディジタル−アナログ）コンバータ ＤＥＣ デコーダ Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 駆動電源 ＩＮＶ インバータ Ｍ１，Ｍ２，２２ 直流モータ ＮＯＲ ノアゲート ＯＰＡ 演算増幅器（ＯＰアンプ） ＢＵＦ バッファ回路 Ｑ１，Ｑ２ ｐｎｐトランジスタ Ｑ３，Ｑ４ ｎｐｎトランジスタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 ＳＷ１ スイッチ ＺＤ１ 定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴川 育也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 5H571 AA20 CC01 EE02 FF09 GG02 HA08 HD02 JJ23 KK05 LL23 LL31 5H623 AA09 BB07 GG11 JJ18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子コイルに接続され且つ該回転子コ
   イルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流駆
   動電圧を該整流子により切換えて前記回転子コイルに供
   給する一対の電極用ブラシを、固定子と一体的に設けた
   直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制御
   装置において、 前記一対の電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給して
   当該直流モータを駆動するモータ駆動回路と、 前記一対の電極用ブラシとは別途に固定子側に設けら
   れ、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブラ
   シと、 前記回転検出用ブラシを介して得られる電圧を微分する
   微分回路と、 前記微分回路により回転速度に対応する時間間隔でトリ
   ガされて所定パルス幅のパルスを発生するパルス発生器
   と、 前記パルス発生器により生成されるパルスに基づいて、
   前記回転子の回転速度および累積回転数のうちの少なく
   ともいずれかを求め、その回転速度および累積回転数の
   うちの少なくともいずれかに基づいて前記モータ駆動回
   路を制御するモータ制御回路とを備え、 前記モータ制御回路は、 前記パルス発生器の出力パルスをカウントして当該直流
   モータの累積回転数に対応する累積回転数情報を求める
   累積回転数算出手段と、 前記累積回転数算出手段で算出された累積回転数情報と
   目標とする累積回転数とに基づいて、該目標累積回転数
   までの残存回転数に対応する残存回転数情報を求める残
   存回転数算出手段と、 前記残存回転数算出手段より出力される残存回転数情報
   を予め設定された値と比較し、その比較結果に基づいて
   前記モータ駆動回路を制御してモータ回転状態を変更さ
   せる駆動制御手段とを含むことを特徴とする直流モータ
   の回転制御装置。
2. 【請求項２】 前記累積回転数算出手段は、 当該直流モータの回転開始後、該直流モータにより駆動
   される被駆動部材の基準位置において得られる信号に基
   づいて、前記累積回転数情報のカウントを開始する手段
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の直流モータの
   回転制御装置。