JP2002010667A - 直流モータの回転検出装置および回転制御装置 - 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する。 【解決手段】 直流モータＭ１には、電極用ブラシＢ
１１およびＢ１２に加えて、回転検出用ブラシＢＤ１を
設ける。この回転検出用ブラシＢＤ１により得られる回
転検出信号は、ノイズ除去回路１によりノイズが除去さ
れて、微分回路２に与えられ、立ち上がりエッジに応答
する微分パルスが生成される。微分回路２の出力微分パ
ルスにより増幅器３を介してパルス発生器４がトリガさ
れる。パルス発生器４は、所定パルス時間幅のパルスを
発生して、回転角速度に反比例するパルス間隔のパルス
列を出力する。

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および回転位置の少なくと
もいずれか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検出装置および回転制御装
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２１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。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ＣＭ０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。

【０００４】すなわち、電源Ｅ０から一対の電極用ブラ
シＢ０１およびＢ０２に給電されると、電極用ブラシＢ
０１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ＣＭ
０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２２および図２３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２２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２３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２４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２５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２５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、回転速度および回転位
置等を高精度に検出し、回転方向制御、回転数制御およ
び回転速度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
の回転検出装置および回転制御装置を提供することを目
的としている。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
出を可能とする直流モータの回転検出装置を提供するこ
とにある。

【００１１】本発明の請求項２の目的は、特に、モータ
の極数に対応して確実で且つ効果的な回転検出を可能と
する直流モータの回転検出装置を提供することにある。
本発明の請求項３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。本発明の請求項４の目的は、特に、
的確な回転速度検出に基づく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。
本発明の請求項５の目的は、特に、回転速度検出の誤検
出を防止して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検出装置は、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
た直流モータにおける前記回転子の回転速度および回転
位置の少なくともいずれかを検出する回転検出装置にお
いて、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
を微分する微分手段と、前記微分手段により回転速度に
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手段とを具備することを特徴とし
ている。

【００１３】請求項２に記載した本発明に係る直流モー
タの回転検出装置は、前記パルス発生手段が、前記直流
モータの最大回転速度をＮ〔rpm〕とし且つ極数をｎと
したとき、出力パルス幅ｔｗ〔sec〕を、 ｔｗ＜（６０／ｎＮ） であらわされる範囲内としたことを特徴としている。請
求項３に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装
置は、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
するパルス発生回路と前記パルス発生回路により生成さ
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
を具備することを特徴としている。

【００１４】請求項４に記載した本発明に係る直流モー
タの回転制御装置は、前記モータ制御回路が、前記パル
ス発生回路の出力パルスに基づいて前記回転子の回転速
度を求める回転速度算出手段と、前記回転速度算出手段
で算出された回転速度を目標とするモータ回転速度と比
較する回転速度比較手段と、前記回転速度比較手段の比
較結果に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路
の駆動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度と
するチョッパ制御手段とを含むことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る直流モータの回転制御
装置は、前記モータ制御回路が、前記チョッパ制御手段
によるチョッパ制御時に、前記パルス発生回路に基づく
回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含
むことを特徴としている。

【００１５】

【作用】すなわち、本発明の請求項１による直流モータ
の回転検出装置は、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
けた直流モータにおける前記回転子の回転速度および回
転位置の少なくともいずれかを検出する回転検出装置に
おいて、前記一対の電極用ブラシとは別途に固定子側に
回転検出用ブラシを設け、前記回転子の回転を検出する
とともに、該回転検出用ブラシにより検出される電圧を
微分手段で微分し、この微分手段の微分出力によりパル
ス発生手段を回転速度に対応する時間間隔でトリガして
所定パルス幅のパルスを発生させて回転検出信号を得
る。このような構成により、回転検出用ブラシを効果的
に用いて、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、効果的な回転検出が可能となる。

【００１６】また、本発明の請求項２による直流モータ
の回転検出装置は、前記パルス発生手段の出力パルス幅
ｔｗ〔sec〕を、前記直流モータの最大回転速度をＮ〔r
pm〕とし且つ極数をｎとしたとき、 ｔｗ＜（６０／ｎＮ） であらわされる範囲内とする。このような構成により、
特に、モータの極数にも対応して確実に且つ効果的な回
転検出を行なうことが可能となる。

【００１７】本発明の請求項３による直流モータの回転
制御装置は、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とは別途に固定子
側に、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブ
ラシを設け、モータ駆動回路より前記一対の電極用ブラ
シに供給される前記直流駆動電圧に基づいて、前記回転
検出用ブラシにより検出される電圧を微分回路で微分
し、該微分回路の出力により回転速度に対応する時間間
隔でパルス発生回路をトリガして所定パルス幅のパルス
を発生し、前記パルス発生回路の出力に応動して前記モ
ータ駆動回路を制御する。このような構成により、特
に、簡単で且つスペースを占有しない簡単な構成を用い
て、ブラシ式直流モータの効果的な回転検出に基づく適
切な回転制御を行なうことが可能となる。

【００１８】本発明の請求項４による直流モータの回転
制御装置は、前記モータ制御回路が、前記パルス発生回
路の出力パルスに基づいて前記回転子の回転速度を求め
る回転速度算出手段、前記回転速度算出手段で算出され
た回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回転
速度比較手段、および前記回転速度比較手段の比較結果
に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆動
出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とするチ
ョッパ制御手段を含む。このような構成により、特に、
的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能と
なる。本発明の請求項５による直流モータの回転制御装
置は、前記モータ制御回路が、前記チョッパ制御手段に
よるチョッパ制御時に、前記回転速度算出手段による回
転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含
む。このような構成により、特に、回転速度検出の誤検
出を防止して効果的な回転制御が可能となる。

【００１９】

【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検出
装置および回転制御装置を詳細に説明する。図１は、本
発明の第１の実施の形態に係る直流モータの回転検出装
置の構成を示している。図１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Ｂ１１およびＢ１２と回転検出用ブラシＢＤ１
を設けている。図１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２に示すように構成される。図２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。

【００２０】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ＢＤ１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。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Ｅ１の共通
低電位との間に接続される。このとき、抵抗Ｒ１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Ｃ
１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。

【００２１】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３に示すように構成
される。図３に示す微分回路２は、コンデンサＣ２、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。

【００２２】微分回路２は、図４に示すように構成する
こともできる。図４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。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５に示すように
構成される。

【００２３】図５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
およびバッファ回路ＢＵＦを有している。ノアゲートＮ
ＯＲ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Ｒ４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Ｂ
ＵＦ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。

【００２４】次に、図１の直流モータの回転検出装置の
動作について、図６に示す各部の波形図を参照して説明
する。図６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。

【００２５】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。

【００２６】ノイズ除去回路１の出力信号ＳＡ１の波形
は、図６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３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６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。

【００２７】パルス発生器４は、図５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
力をバッファ回路ＢＵＦを介して図６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。

【００２８】図６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
および増幅器３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。この第１の実施の形態が本発明の請求項１および請
求項２に対応する。

【００２９】図７は、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構成を示している。図７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１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７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Ｍ
２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ＢＤ２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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】次に、図７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。

【００３４】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。以上のように構成にすれ
ば、直流モータＭ２の両方向の回転に対して安定な回転
検出信号を得て、直流モータＭ２を適正に回転制御する
ことができる。上述した実施の形態が本発明の請求項３
にほぼ対応する。

【００３５】図８は、本発明の第３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示している。図８に
示す直流モータの回転制御装置は、図７の直流モータの
回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ駆動回路５
に代えてモータ駆動回路５Ａが、モータ制御回路１０に
代えてモータ制御回路１０Ａがそれぞれ設けられてい
る。モータ制御回路１０Ａは、マイクロコンピュータ等
を用いて構成され、回転速度算出手段１１および累積回
転数算出手段１２に加えて、回転速度比較手段１３の機
能が付加されている。回転速度算出手段１１は、パルス
発生器４から与えられるパルス列のパルス間隔Ｔ_Mに基
づいて直流モータＭ２の回転速度を算出する。すなわ
ち、回転検出信号パルスの周期、つまりパルス間隔、が
Ｔ_M[sec]である場合、回転速度算出手段１１によって、
直流モータＭ２の回転速度は、３極モータの場合には６
０／３Ｔ _M[rpm]として計算される。

【００３６】回転速度比較手段１３は、回転速度算出手
段１１で算出された回転速度Ｎ（現在）を目標速度Ｎ
（目標）と比較し、目標速度Ｎ（目標）を得るべくモー
タ制御信号を生成する。また、累積回転数算出手段１２
は、パルス発生器４から与えられるパルス列に基づき、
直流モータＭ２の累積回転数を計数し、その計数値と、
予め設定した累積回転数目標値とを比較して、回転速度
比較手段１３における目標速度Ｎ（目標）を制御するた
めなどに用いる。例えば累積回転数が、目標値に近づい
たら、目標速度Ｎ（目標）を下げ、目標値に達したら、
目標速度Ｎ（目標）を零とする（停止させる）などす
る。なお、この場合、モータ駆動回路５Ａは、トランジ
スタＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４をそれぞれモータ制御
回路１０Ａの回転速度比較手段１３により生成されるモ
ータ制御信号に応動するドライバＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ
３およびＤＡ４によりオン／オフ動作させる構成とす
る。

【００３７】次に、図８の直流モータの回転制御装置の
動作について、図９に示す要部のフローチャートおよび
図１０に示す各部の波形図を参照して説明する。図１０
には、チョッパ制御により直流モータＭ２を回転させて
いる状態で、モータ停止信号が与えられるまで、直流モ
ータＭ２の回転速度を一定に保とうとする場合につい
て、トランジスタＱ１のオン／オフ制御信号、トランジ
スタＱ４のオン／オフ制御信号、微分回路２の入力信号
およびパルス発生器４の出力信号の各信号電圧波形を示
している。直流モータＭ２が回転している状態におい
て、直流モータＭ２の回転に応じてパルス発生器４の出
力には直流モータＭ２の回転検出信号パルスがあらわれ
る。この第３の実施の形態では、モータ制御回路１０Ａ
は、直流モータＭ２への通電を一時的にオフとすること
を繰り返す（オン／オフを繰り返す）、いわゆるチョッ
パ制御を行ない、チョッパ制御のデューティ比を変更す
ることにより、直流モータＭ２の回転速度を制御してい
る。

【００３８】すなわち、直流モータＭ２の回転検出信号
から回転速度を算出し、回転速度が予め設定された目標
速度より速くなった場合には、デューティ比（オンデュ
ーティ〜一周期におけるオン時間の割合）を小さくして
減速させ、目標速度より遅くなった場合には、デューテ
ィ比を大きくして加速させることにより、直流モータＭ
２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
すなわち、図９のフローチャートを参照にして、その動
作を説明すると、モータ制御回路１０Ａは、回転速度算
出手段１１によって、パルス発生器４の回転検出信号パ
ルスからパルス間隔Ｔ_Mを計測し（ステップＳ１１）、
このパルス間隔Ｔ_Mの計測結果に基づき、さらに回転速
度算出手段１１によって、その時点での回転速度Ｎを算
出する（ステップＳ１２）。さらに、モータ制御回路１
０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度算出手段１１
によって算出された最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標
速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ（目標）未満で
あるか否かを判別する（ステップＳ１３）。なお、目標
速度Ｎ（目標）は、特定回転速度値でなく特定の回転速
度の範囲である場合もある。回転速度Ｎ（現在）が、目
標速度Ｎ（目標）未満でなければ、モータ制御回路１０
Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現在）が該
目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別する（ス
テップＳ１４）。

【００３９】ステップＳ１４において回転速度Ｎ（現
在）が該目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、回転
速度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目標）に等しいので、モ
ータ制御回路１０Ａは、そのままのデューティ比でチョ
ッパ制御を継続する（ステップＳ１５）。そして、モー
タ制御回路１０Ａは、モータ停止信号が与えられたか否
かを判別し（ステップＳ１６）、モータ停止信号が与え
られれば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ１
７）。ステップＳ１６においてモータ停止信号が与えら
れなければ、ステップＳ１１に戻り、モータ制御回路１
０Ａは、直流モータＭ２のチョッパ制御を継続する。ス
テップＳ１３において、モータ制御回路１０Ａの回転速
度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ
（目標）未満であると判別した場合には、直前のデュー
ティ比変更後、所定時間を経過しているか否を判別する
（ステップＳ１８）。

【００４０】モータ制御回路１０Ａは、それ以前にデュ
ーティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に
行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過してい
る場合には、チョッパ制御のデューティ比（オンデュー
ティ）を大きくして（ステップＳ１９）、ステップＳ１
６に移行する。また、ステップＳ１８において、直前に
行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過してい
ないと判別した場合には、モータ制御回路１０Ａは、チ
ョッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ
１６に移行する。ステップＳ１４において、モータ制御
回路１０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現
在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合
には、直前のデューティ比変更後、所定時間を経過して
いるか否を判別する（ステップＳ２０）。モータ制御回
路１０Ａは、それ以前にデューティ比変更が全く行なわ
れていない場合および直前に行なわれたデューティ比変
更から所定時間を経過している場合には、チョッパ制御
のデューティ比を小さくして（ステップＳ２１）、ステ
ップＳ１６に移行する。

【００４１】また、ステップＳ２０において、直前に行
なわれたデューティ比変更から所定時間を経過していな
いと判別した場合には、モータ制御回路１０Ａは、チョ
ッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ１
６に移行する。なお、上述において、デューティ比変更
後の所定時間については、デューティ比を変更しないよ
うにしているが、これは、直流モータＭ２の回転速度
が、デューティ比を変更しても直ちに追従せず、応答遅
れがあることを考慮したものである。したがって、所定
時間に代えて、チョッパ制御の所定周期、または回転検
出信号パルスの所定カウント数を用いるようにしてもよ
い。図１０に示すように、回転速度Ｎ（現在）が目標速
度Ｎ（目標）に一致している状態では、モータ制御回路
１０Ａは、トランジスタＱ１が一定周期一定デューティ
でオン／オフを繰り返し、トランジスタＱ４が常時オン
となるように制御している。

【００４２】モータ制御回路１０Ａは、回転速度Ｎ（現
在）の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも遅いと判断
すると、その相違に応じて、モータ駆動回路５Ａに対し
てチョッパ制御のデューティ比を大きく変更させるべく
モータ制御信号を与える。具体的には、例えばトランジ
スタＱ１の周期的なオン／オフ動作における一周期中の
オン期間の割合をオフ期間に対して相対的に大きくす
る。例えば、当初は、デューティ比５０％として制御を
行なっていたとすれば、デューティ比を７５％に変更し
てチョッパ制御を行ない、再度回転速度計測を行なう。
そして、モータ制御回路１０Ａは、回転速度Ｎ（現在）
の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも速いと判断する
と、その相違に応じて、モータ駆動回路５Ａに対してチ
ョッパ制御のデューティ比を小さく変更させるべくモー
タ制御信号を与える。

【００４３】具体的には、例えばトランジスタＱ１の周
期的なオン／オフ動作における一周期中のオン期間の割
合をオフ期間に対して相対的に小さくする。例えば、デ
ューティ比７５％として制御を行なっていた場合に、デ
ューティ比を５０％に変更してチョッパ制御を行ない、
再度回転速度計測を行なう。それでも、回転速度Ｎ（現
在）の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも速いと判断
すると、モータ制御回路１０Ａは、その相違に応じて、
モータ駆動回路５Ａに対してチョッパ制御のデューティ
比をさらに小さく変更させるべくモータ制御信号を与え
る。具体的には、例えばトランジスタＱ１の周期的なオ
ン／オフ動作における一周期中のオン期間のオフ期間に
対する相対的な割合をさらに小さくする。例えば、デュ
ーティ比５０％として制御を行なっていた場合に、デュ
ーティ比を２５％に変更してチョッパ制御を行ない、再
度回転速度計測を行なう。

【００４４】ここで、チョッパ制御を行なっているとき
の回転検出用ブラシＢＤ２の出力のノイズ除去後の電圧
について説明する。通常の、つまり直流制御のときの、
波形においてほとんど電圧を発生していない低電圧部分
をＬ部、電圧が漸次増加する右肩上がりの電圧波形を発
生している部分をＨ部とすると、Ｌ部についてはチョッ
パ制御区間であってもトランジスタＱ４が常にオンとな
っているため電極用ブラシＢ２２は、ほぼ共通低電位
（グラウンドレベル）であり、電極用ブラシＢ２２と４
０°の角度をなす回転検出用ブラシＢＤ２は整流子によ
って電極用ブラシＢ２２にショート（短絡）されるから
ほぼ共通低電位である。Ｈ部については、例えば図１０
のＡ部について考えてみると、トランジスタＱ１がオフ
となっているため直流モータＭ２の電極（電極用ブラシ
Ｂ２１、Ｂ２２）には外部電圧は加わっていない。しか
しながら、上述したように、直流モータＭ２が回転して
いると、回転子コイルに誘導起電力による電圧が発生し
ているため、Ｈ部にやはり電圧があらわれることになる
（回転速度が遅くなると発生する電圧が小さくなるので
検出は難しくなる）。

【００４５】この実施の形態による直流モータの回転制
御装置では、直流モータＭ２をチョッパ制御により制御
し、計測した回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）
未満となると、回転速度をあげるために、チョッパ制御
のデューティ比を大きくして回転速度を上昇させる。ま
た、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えた
場合に、回転速度を目標速度Ｎ（目標）まで落とすため
に、チョッパ制御のデューティ比を小さくして回転速度
を低下させる。上述した実施の形態が本発明の請求項４
にほぼ対応する。

【００４６】図１１は、本発明の第４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示している。図１
１に示す直流モータの回転制御装置は、図８の直流モー
タの回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ駆動回
路５Ａに代えてモータ駆動回路５Ｂが、モータ制御回路
１０Ａに代えてモータ制御回路１０Ｂがそれぞれ設けら
れている。すなわち、図１１に示す直流モータの回転制
御装置の基本構成は、図８に示した第３の実施の形態に
係る構成とほぼ同様である。図８の直流モータの回転制
御装置との回路上の相違点は、モータ駆動回路５Ｂ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ＤＥＣ１を有することであ
る。この場合のモータ駆動回路５Ｂの機能としては、モ
ータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａ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ＩＮ
１およびＩＮ２の２ビットの組合わせにより、図１２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。

【００４７】このようなモータ駆動回路５Ｂ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５Ｂは、モータ制御信号ＩＮ１およびＩＮ２に応動す
るデコーダＤＥＣ１の出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ
３およびＯＵＴ４により、それぞれトランジスタＱ１、
Ｑ２、Ｑ３およびＱ４をオン／オフ動作させる。また、
モータ制御回路１０Ｂは、図８のモータ制御回路１０Ａ
とほぼ同様にマイクロコンピュータ等を用いて、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
構成され、モータ制御回路１０Ａにおける回転速度比較
手段１３に代えて、若干異なる回転速度比較手段１３Ａ
を設けている。この場合の回転速度比較手段１３Ａは、
回転速度算出手段１１で算出された回転速度Ｎ（現在）
を目標速度Ｎ（目標）と比較し、直流制御とチョッパ制
御とを組み合わせて、目標速度Ｎ（目標）を得るべくモ
ータ制御信号を生成するが、チョッパ制御期間中は、回
転速度Ｎ（現在）と目標速度Ｎ（目標）との比較結果を
無視するか、あるいは回転速度算出手段１１による回転
速度の検出結果を無視するかして、モータ駆動回路５Ｂ
に供給されるモータ制御信号に反映させない。

【００４８】次に、図１１の直流モータの回転制御装置
の動作について、図１３に示す要部のフローチャートを
参照して説明する。モータ制御回路１０Ｂからのモータ
制御信号により、モータ駆動回路５Ｂを介して、直流モ
ータＭ２に直流電圧が印加され、直流モータＭ２が回転
を始める。直流モータＭ２の回転速度は、時定数的に増
加して定常回転となる。モータ制御回路１０Ｂは、直流
モータＭ２の回転検出信号から回転速度Ｎ（現在）を算
出し、回転速度Ｎ（現在）が予め設定された目標速度Ｎ
（目標）よりも速くなった場合、速度を下げるために、
その時点から一定期間、いわゆるチョッパ制御に切換え
て、直流モータＭ２への通電のオン／オフを繰り返し
て、間欠的に給電することにより、直流モータＭ２の回
転速度Ｎを目標の回転速度Ｎ（目標）とするように動作
する。図１３は、このような動作の流れを示している。

【００４９】直流モータＭ２が停止している状態におい
て、モータ制御回路１０Ｂからモータ制御信号ＩＮ１＝
“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”が出力されると、モータ駆
動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオ
ンとなり、直流モータＭ２の両端、つまり電極用ブラシ
Ｂ２１と電極用ブラシＢ２２との間、にほぼ電源電圧に
等しい電圧が印加され、直流モータＭ２が時計方向に回
転を始める（ステップＳ３２）。したがって、モータの
回転に応じてパルス発生器４の出力には直流モータＭ２
の回転検出信号パルスがあらわれる。直流モータＭ２の
回転速度は、当初はゆっくりであるが、そのまま駆動電
圧を印加し続けると、回転速度が時定数的に増加し、直
流モータＭ２の発生トルクと負荷トルクとが釣り合った
ところで定常回転となる。

【００５０】モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２
の回転検出信号から回転速度Ｎ（現在）を算出し、回転
速度Ｎ（現在）が予め設定された目標速度Ｎ（目標）よ
り速くなった場合、直流モータＭ２への通電のオン／オ
フを繰り返して、間欠的に給電する、いわゆるチョッパ
制御を行なうことにより、直流モータＭ２の回転速度を
目標の回転速度とするように動作する。すなわち、モー
タ制御回路１０Ｂは、回転速度算出手段１１によって、
パルス発生器４の回転検出信号パルスからパルス間隔Ｔ
_Mを計測し（ステップＳ３３）、このパルス間隔Ｔ_Mの計
測結果に基づき、回転速度算出手段１１によって、その
時点での回転速度Ｎ（現在）を算出する（ステップＳ３
４）。さらに、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手
段１３Ａは、回転速度算出手段１１によって算出された
最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と比
較し、該目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別
する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５において、回
転速度比較手段１３Ａは、最新の回転速度Ｎ（現在）が
目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、回転を維持さ
せるが、このとき、モータ停止信号が与えられたか否か
を判別し（ステップＳ３６）、モータ停止信号が与えら
れれば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ３
７）。これは、何らかの理由によりいつまでも目標速度
に達せず、無限ループとなってしまうのを回避するため
である。

【００５１】ステップＳ３６において、モータ停止信号
が与えられなければ、ステップＳ３３に戻り、上述と同
様にパルス間隔Ｔ_Mの計測、回転速度の算出および目標
速度との比較判別を繰り返す。ステップＳ３５におい
て、回転速度比較手段１３Ａは、最新の回転速度Ｎ（現
在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別すれば、
モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタ
Ｑ４を同時にオン／オフすることにより駆動電流をオン
／オフ制御して駆動電流の供給を断続するチョッパ制御
を開始する（ステップＳ３８）。以後は、直流モータＭ
２の回転検出信号から回転速度を算出し、回転速度Ｎ
（現在）が予め設定された目標速度Ｎ（目標）よりも速
くなった場合には、デューティ比を小さくして減速さ
せ、目標速度より遅くなった場合には、デューティ比を
大きくして加速させることにより、直流モータＭ２の回
転速度を目標の回転速度とするように動作する。

【００５２】モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御を
開始すると、モータ停止信号が与えられたか否かを判別
し（ステップＳ３９）、モータ停止信号が与えられれ
ば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ４０）。
ステップＳ３９においてモータ停止信号を検出しなけれ
ば、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御開始後、所
定時間を経過したか否を判別する（ステップＳ４１）。
モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御開始後、所定時
間を経過していなければ、ステップＳ３９に戻り、モー
タ停止信号を検出する。ステップＳ４１において、チョ
ッパ制御開始後、所定時間を経過していると判別されれ
ば、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御を停止し
（ステップＳ４２）、回転速度比較手段１３Ａからモー
タ制御信号ＩＮ１＝“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”を出力
して、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトラン
ジスタＱ４をオンとして、直流モータＭ２を直流制御す
る。

【００５３】次に、モータ制御回路１０Ｂは、回転速度
算出手段１１によって、パルス発生器４の回転検出信号
パルスからパルス間隔Ｔ_Mを計測し（ステップＳ４
３）、このパルス間隔Ｔ_Mの計測結果に基づき、回転速
度算出手段１１によって、その時点での回転速度Ｎ（現
在）を算出する（ステップＳ４４）。さらに、モータ制
御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度算
出手段１１によって算出された最新の回転速度Ｎ（現
在）を、目標速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ
（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ４
５）。この目標速度Ｎ（目標）も、特定回転速度値でな
く特定の回転速度の範囲であってもよい。回転速度Ｎ
（現在）が、目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、
モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回
転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）未満であるか
否かを判別する（ステップＳ４６）。回転速度Ｎ（現
在）が該目標速度Ｎ（目標）を未満でなければ、回転速
度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目標）に一致しているの
で、モータ制御回路１０Ｂは、そのまま、前回と同じデ
ューティ比に設定して（ステップＳ４７）、ステップＳ
３８に戻り、該デューティ比にてチョッパ制御を開始す
る。

【００５４】ステップＳ４５において、モータ制御回路
１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現
在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合
には、チョッパ制御のデューティ比を前回よりも小さな
デューティ比に設定して（ステップＳ４８）、ステップ
Ｓ３８に移行してチョッパ制御を開始する。また、ステ
ップＳ４６において、モータ制御回路１０Ｂの回転速度
比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ
（目標）未満であると判別した場合には、チョッパ制御
のデューティ比を前回よりも大きなデューティ比に設定
して（ステップＳ４９）、ステップＳ３８に移行してチ
ョッパ制御を開始する。なお、この場合も、デューティ
比を設定してチョッパ制御を開始した後、所定時間につ
いてはチョッパ制御を停止しないようにしているが、こ
れは、直流モータＭ２の回転速度が、デューティ比を設
定してチョッパ制御を開始しても直ちに追従せず、応答
遅れがあることを考慮したものである。

【００５５】次に、図１１の直流モータの回転制御装置
における上述した動作について、図１４に示す各部の波
形図を参照して説明する。図１４には、直流制御状態お
よびチョッパ制御状態の繰り返しについて、トランジス
タＱ１のオン／オフ制御信号、トランジスタＱ４のオン
／オフ制御信号、微分回路の入力信号およびパルス発生
器４の出力となる回転信号パルスの各信号電圧波形を示
している。モータ制御回路１０Ｂからモータ制御信号Ｉ
Ｎ１＝“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”が出力されると、モ
ータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ
４がオンとなり、直流モータＭ２の両端、つまり第１の
電極用ブラシＢ２１と第２の電極用ブラシＢ２２との
間、にほぼ電源電圧に等しい電圧が印加され、直流モー
タＭ２が時計方向に回転を始める。それとほぼ同一のタ
イミングで、モータ制御回路１０Ｂから時計方向回転に
応じた回転検出信号選択信号“Ｈ”が出力され、当該直
流モータＭ２の回転に応じてパルス発生器４の出力には
回転信号パルスがあらわれる。

【００５６】直流モータＭ２の回転速度は、当初はゆっ
くりであるが、そのまま駆動電圧を印加し続けると、回
転速度が時定数的に増加し、最終的には直流モータＭ２
の発生トルクと負荷トルクとが釣り合ったところで定常
回転となる。モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２
の回転信号から回転速度を算出し、回転速度が予め設定
された目標速度より速くなった場合、速度を下げるため
に、その時点から一定期間、直流モータＭ２への通電の
オン／オフを繰り返して、間欠的に給電することによ
り、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とする
ように動作する。この実施の形態におけるチョッパ制御
では、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトラン
ジスタＱ４が共にオンの状態と、トランジスタＱ１とト
ランジスタＱ４が共にオフの状態とが交互に繰り返され
る。チョッパ制御期間中の第１および第２の回転検出用
ブラシＢＤ２ａおよびＢＤ２ｂのうちの選択された方の
出力は、図１４に示すようにトランジスタＱ１とトラン
ジスタＱ４が共にオフとなる期間に電位が不安定になる
（図１４における微分回路入力の入力信号波形を破線で
示す部分）。これは、トランジスタＱ１とトランジスタ
Ｑ４が共にオフとなると、第１または第２の回転検出用
ブラシＢＤ２ａまたはＢＤ２ｂが回路から全く切り離さ
れるためである。

【００５７】したがって、パルス発生器４の出力も不安
定になり、パルス幅が変化したり、本来は、直流モータ
Ｍ２の回転信号が存在しないはずの部分にもパルスがあ
らわれることになる。したがって、モータ制御回路１０
Ｂの回転速度算出手段１１または回転速度比較手段１３
Ａ等においては、チョッパ制御の期間中は回転速度検出
を行なわず、所定時間後、直流制御に戻して回転速度検
出を行ない、これを繰り返すことにより最終的に目標と
する回転速度を達成するようにしている。なお、チョッ
パ制御開始後に、チョッパ制御を停止させ直流制御とし
て回転速度検出を行なうまでの所定時間は、チョッパ制
御による応答速度を考慮して決定すればよい。また、チ
ョッパ制御を停止させ直流制御としておいて回転速度検
出を行なう期間は、比較器８の回転信号パルスを少なく
とも２個検出できれば良く、短い時間でよい。

【００５８】本発明の第５の実施の形態に係る直流モー
タの回転制御装置は、第４の実施の形態の図１１に示す
構成において、回転速度算出手段の前段にパルス間隔計
測手段（図示せず）を付加したものであり、図１５のフ
ローチャートに示すような制御を行なう。この第５の実
施の形態における直流モータの回転制御装置では、モー
タ制御装置は、チョッパ制御中、チョッパ制御を停止さ
せて、直流モータＭ２の回転検出信号から回転速度Ｎ
（現在）を算出し、その結果が予め設定された目標速度
Ｎ（目標）よりも遅くなった場合、速度を上げるために
デューティ比を大きくして、その時点から一定時間Ｔ
_CHPチョッパ制御を行い、回転速度Ｎ（現在）が目標速
度Ｎ（目標）よりも速くなった場合、速度を下げるため
にデューティ比を小さくして、その時点から一定時間Ｔ
_CHPチョッパ制御を行なう。

【００５９】但し、この場合の一定時間Ｔ_CHPとは、直
前のパルス間隔計測手段の計測結果Ｔ_Mから求められる
時間で、例えばＴ_CHP＝０．７Ｔ_Mである。そして、期間
Ｔ_CHPについては回転検出信号パルスの検出を行なわ
ず、期間Ｔ_CHP経過後のトランジスタＱ１とトランジス
タＱ４が共にオンとなった直流制御の状態で検出を開始
し、回転検出信号パルスの立ち上がりを検出するまで
は、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４が、共にオン
の状態を保持する。一方、毎回のチョッパ制御の開始直
前の回転検出信号パルスの立ち上がりを検出した時点か
ら基準クロックのカウントを始めておき、チョッパ制御
後の次の直流制御の状態でパルスの立ち上がりを検出し
たら、パルス間隔の計測結果Ｔ_Mを算出し、再度所定時
間Ｔ_CHP（＝０．７Ｔ_M）だけチョッパ制御を行ない（こ
のとき必要であればデューティを変更する）、以後これ
を繰り返す。

【００６０】すなわち、第５の実施の形態に係る直流モ
ータの回転制御装置の動作について、図１５に示す要部
のフローチャートおよび図１６に示す各部の波形図を参
照して説明する。図１６には、直流制御状態およびチョ
ッパ制御状態の繰り返しについて、トランジスタＱ１の
オン／オフ制御信号、トランジスタＱ４のオン／オフ制
御信号、微分回路２の入力信号およびパルス発生器４の
出力となる回転検出信号パルスの各信号電圧波形を示し
ている。図１６のトランジスタＱ１のオン／オフ制御信
号波形およびトランジスタＱ４のオン／オフ制御信号波
形においては、チョッパ制御の周波数を充分に高くした
場合を示しており、チョッパ制御を停止した直流制御期
間がパルス状に示されている。直流モータＭ２が回転し
ている状態において、直流モータＭ２の回転に応じてパ
ルス発生器４の出力には直流モータＭ２の回転検出信号
パルスがあらわれる。但し破線で示した部分（Ｔ_CHPの
期間に相当）は擬似パルスが現れるため回転検出信号パ
ルスの検出は行わない。

【００６１】この実施の形態では、モータ制御回路１０
Ｂは、所定時間ずつチョッパ制御を行ない、チョッパ制
御のデューティ比を変更することにより、直流モータＭ
２の回転速度を制御している。すなわち、所定時間Ｔ
_CHP（例えば０．７Ｔ_M）だけチョッパ制御を行なう毎
に、直流モータＭ２の回転検出信号から回転速度を算出
し、回転速度が予め設定された目標速度より速くなった
場合には、減速させるべくデューティ比（オンデューテ
ィ〜一周期におけるオン時間の割合）を小さくして、所
定時間Ｔ_CHP（例えば０．７Ｔ_M）だけチョッパ制御を行
ない、目標速度より遅くなった場合には、加速させるべ
くデューティ比を大きくして、所定時間Ｔ_{CH P}（例えば
０．７Ｔ_M）だけチョッパ制御を行なうことにより、直
流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように
動作する。

【００６２】すなわち、モータ制御回路１０Ｂは、パル
ス間隔計測手段（図示せず）および回転速度算出手段１
１によって、パルス発生器４の回転検出信号パルスから
パルス間隔Ｔ_Mを計測し（ステップＳ５１）、このパル
ス間隔Ｔ_Mの計測結果に基づき所定時間Ｔ_CHP（＝０．７
Ｔ_M）を求め（ステップＳ５２）、さらにパルス間隔Ｔ _M
の計測結果に基づき、回転速度算出手段１１によって、
その時点での回転速度Ｎ（現在）を算出する（ステップ
Ｓ５３）。次に、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較
手段１３Ａは、回転速度算出手段１１によって算出され
た最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と
比較し、該目標速度Ｎ（目標）未満であるか否かを判別
する（ステップＳ５４）。なお、目標速度Ｎ（目標）
は、特定回転速度値でなく特定の回転速度の範囲である
場合もある。回転速度Ｎ（現在）が、目標速度Ｎ（目
標）未満でなければ、モータ制御回路１０Ｂの回転速度
比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ
（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ５
５）。回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を超
えていなければ、回転速度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目
標）に等しいので、モータ制御回路１０Ｂは、そのまま
のデューティ比でチョッパ制御を継続する（ステップＳ
５６）。

【００６３】そして、モータ制御回路１０Ｂは、モータ
停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ５
７）、モータ停止信号が与えられていなければ、所定時
間Ｔ_{CH P}経過したか否かが判別され（ステップＳ５
８）、所定時間Ｔ_CHPを経過していなければ、ステップ
Ｓ５７に戻る。ステップＳ５８において、所定時間Ｔ
_CHPを経過したと判定されれば、モータ制御回路１０Ｂ
は、チョッパ制御を停止させる（ステップＳ５９）。さ
らに、モータ制御回路１０Ｂは、モータ停止信号が与え
られたか否かを判別し（ステップＳ６０）、モータ停止
信号が与えられていなければ、ステップＳ５１に戻る。
ステップＳ５７およびステップＳ６０において、モータ
停止信号が与えられていると判別された場合、モータ制
御回路１０Ｂは、直流モータＭ２を停止させる（ステッ
プＳ６１）。

【００６４】ステップＳ５４において、モータ制御回路
１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現
在）が目標速度Ｎ（目標）未満であると判別した場合に
は、直前のデューティ比変更後、所定パルス数の回転検
出信号パルスをカウントしたか否かを判別する（ステッ
プＳ６２）。モータ制御回路１０Ｂは、それ以前にデュ
ーティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に
行なわれたデューティ比変更以後、所定パルス数をカウ
ントしている場合には、チョッパ制御のデューティ比
（オンデューティ）を大きくして（ステップＳ６３）、
ステップＳ５７に移行する。また、ステップＳ６２にお
いて、直前に行なわれたデューティ比変更から所定パル
ス数をカウントしていないと判別した場合には、モータ
制御回路１０Ｂは、チョッパ制御のデューティ比を変更
せず直ちにステップＳ５７に移行する。

【００６５】ステップＳ５５において、モータ制御回路
１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現
在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合
には、直前のデューティ比変更後、所定パルス数をカウ
ントしたか否を判別する（ステップＳ６４）。モータ制
御回路１０Ｂは、それ以前にデューティ比変更が全く行
なわれていない場合および直前に行なわれたデューティ
比変更以後所定パルス数をカウントしている場合には、
チョッパ制御のデューティ比を小さくして（ステップＳ
６５）、ステップＳ５７に移行する。また、ステップＳ
６４において、直前に行なわれたデューティ比変更から
所定パルス数をカウントしていないと判別した場合に
は、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御のデューテ
ィ比を変更せず直ちにステップＳ５７に移行する。

【００６６】なお、上述において、デューティ比変更後
に所定パルス数の回転検出信号パルスをカウントするま
での期間についてはデューティ比を変更しないようにし
ているが、これは、直流モータＭ２の回転速度が、デュ
ーティ比を変更しても直ちに追従せず、応答遅れがある
ことを考慮したものである。上述のように、チョッパ制
御時に、回転検出用ブラシＢＤ２が実質的に回路から切
り離されるようなモータ駆動回路５Ｂを使用したときに
もモータの回転速度を目標の速度に制御することができ
る。次に、上述した本発明の第１〜第５の実施の形態に
よる直流モータの回転検出装置および回転制御装置にお
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。

【００６７】図１７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。図１７の（ａ）〜（ｅ）は、図１７（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１８は、図１
７（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１８の波形は、図２３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。

【００６８】同様に図１９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Ｂ
３２のうちの一方、すなわち電極用ブラシＢ３２に対し
４０°の角度位置に配置した例である。図１９の（ａ）
〜（ｇ）は、図１９（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２０は、図１９（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Ｂ
Ｄ３′の出力Ｖの予測される電圧波形である。これら図
１８および図２０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。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。このように構成すれ
ば、直流モータの回転方向および／または直流モータに
加わる電圧の変動にかかわらず、回転速度の誤検出を起
す虞れがなく、ブラシ式直流モータの効果的な回転検出
に基づく適切な回転制御を行うことが可能となる。

【００６９】

【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検出装置お
よび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検出装置によれば、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におけ
る前記回転子の回転方向、回転速度および回転位置の少
なくともいずれかを検出する回転検出装置において、前
記一対の電極用ブラシとは別途に固定子側に回転検出用
ブラシを設け、前記回転子の回転を検出するとともに、
該回転検出用ブラシにより検出される電圧を微分手段で
微分し、この微分手段の微分出力によりパルス発生手段
を回転速度に対応する時間間隔でトリガして所定パルス
幅のパルスを発生させて回転検出信号を得る構成によ
り、単一の回転検出用ブラシを効果的に用いて、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
回転検出が可能となる。

【００７０】また、本発明の請求項２の直流モータの回
転検出装置によれば、は、前記パルス発生手段の出力パ
ルス幅ｔｗ〔sec〕を、前記直流モータの最大回転速度
をＮ〔rpm〕とし且つ極数をｎとしたとき、 ｔｗ＜（６０／ｎＮ） であらわされる範囲内とすることにより、特に、モータ
の極数にも対応して確実に且つ効果的な回転検出を行な
うことが可能となる。

【００７１】本発明の請求項３の直流モータの回転制御
装置によれば、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とは別途に固定
子側に、前記回転子の回転を検出するための回転検出用
ブラシを設け、モータ駆動回路より前記一対の電極用ブ
ラシに前記直流駆動電圧を供給し、前記回転検出用ブラ
シにより検出される電圧を微分回路で微分し、該微分回
路の出力により回転速度に対応する時間間隔でパルス発
生回路をトリガして所定パルス幅のパルスを発生し、前
記パルス発生回路の出力に応動して前記モータ駆動回路
を制御する構成により、特に、簡単で且つスペースを占
有しない簡単な構成を用いて、ブラシ式直流モータの効
果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行なうことが
可能となる。

【００７２】本発明の請求項４の直流モータの回転制御
装置によれば、前記モータ制御回路が、前記パルス発生
回路の出力パルスに基づいて前記回転子の回転速度を求
める回転速度算出手段、前記回転速度算出手段で算出さ
れた回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回
転速度比較手段、および前記回転速度比較手段の比較結
果に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆
動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とする
チョッパ制御手段を含む構成であることにより、特に、
的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能と
なる。本発明の請求項５の直流モータの回転制御装置に
よれば、前記モータ制御回路が、前記チョッパ制御手段
によるチョッパ制御時に、前記回転速度算出手段による
回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含
む構成により、特に、回転速度検出の誤検出を防止して
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
回転検出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３】図１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４】図１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５】図１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６】図１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７】本発明の第２の実施の形態に係る直流モータの
回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。

【図８】本発明の第３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９】図８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１０】図８の直流モータの回転制御装置の動作を説
明するための各部波形図である。

【図１１】本発明の第４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１２】図１１の直流モータの回転制御装置の動作を
説明するための真理値表を示す図である。

【図１３】図１１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１４】図１１の直流モータの回転制御装置の動作を
説明するための各部波形図である。

【図１５】本発明の第５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要部のフローチ
ャートである。

【図１６】図１５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各部波形図である。

【図１７】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１８】図１７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１９】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２０】図１９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２１】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２２】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２３】図２２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２４】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２５】図２４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 パルス発生器 ５，５Ａ，５Ｂ モータ駆動回路 １０，１０Ａ，１０Ｂ モータ制御回路 １１ 回転速度算出手段 １２ 累積回転数算出手段 １３，１３Ａ 回転速度比較手段 ＳＷ１ スイッチ Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３ 駆動電源 Ｍ１，Ｍ２ 直流モータ Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ３１，Ｂ３２ 電
極用ブラシ ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ３′ 回転検出用ブラシ ＣＭ３ 整流子 ＺＤ１ 定電圧ダイオード（ツェナーダイオード） Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ Ｄ１，Ｄ２ ダイオード ＮＯＲ ノアゲート ＩＮＶ インバータ 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 ＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３，ＤＡ４ ドライバ ＤＥＣ１ デコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｃ (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 BB10 CC01 EE02 FF09 GG02 HA08 HD02 JJ23 KK05 LL15 LL23 LL31 5H611 AA05 BB01 BB03 PP05 QQ01 QQ03 RR00 TT01 TT04 TT06 UA01 5H613 AA05 BB04 BB14 5H623 AA09 BB07 GG11 HH01 JJ01 JJ14 LL13

Claims (5)

【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
   直流モータにおける前記回転子の回転速度および回転位
   置の少なくともいずれかを検出する回転検出装置におい
   て、 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
   微分手段と、 前記微分手段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手
   段とを具備することを特徴とする直流モータの回転検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記パルス発生手段は、前記直流モータ
   の最大回転速度をＮ〔rpm〕とし且つ極数をｎとしたと
   き、出力パルス幅ｔｗ〔sec〕を、 ｔｗ＜（６０／ｎＮ） であらわされる範囲内としたことを特徴とする請求項１
   に記載の直流モータの回転検出装置。
3. 【請求項３】 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回
   路と前記パルス発生回路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具備することを
   特徴とする直流モータの回転制御装置。
4. 【請求項４】 前記モータ制御回路は、 前記パルス発生回路の出力パルスに基づいて前記回転子
   の回転速度を求める回転速度算出手段と、 前記回転速度算出手段で算出された回転速度を目標とす
   るモータ回転速度と比較する回転速度比較手段と、 前記回転速度比較手段の比較結果に基づくチョッパ制御
   により前記モータ駆動回路の駆動出力を制御して前記目
   標とするモータ回転速度とするチョッパ制御手段とを含
   むことを特徴とする請求項３に記載の直流モータの回転
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記モータ制御回路は、 前記チョッパ制御手段によるチョッパ制御時に、前記パ
   ルス発生回路に基づく回転速度検出を無効とする速度検
   出抑止手段をさらに含むことを特徴とする請求項４に記
   載の直流モータの回転制御装置。