JP2002119083A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JP2002119083A
JP2002119083A JP2000303132A JP2000303132A JP2002119083A JP 2002119083 A JP2002119083 A JP 2002119083A JP 2000303132 A JP2000303132 A JP 2000303132A JP 2000303132 A JP2000303132 A JP 2000303132A JP 2002119083 A JP2002119083 A JP 2002119083A
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Ryuta Mine
峯  隆太
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Canon Inc
キヤノン株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単安価かつ小型軽量な構成により故障発生
時に、モータのスタート信号を強制的に遮断しモータへ
の電力供給を遮断させることで、モータ制御装置に定格
容量に対し最適な素子、部品の選択を可能にすることに
ある。 【構成】モータ制御装置は従来のモータ制御装置に於け
る電流制限手段に追加して、従来の電流制限手段に於け
る電流制限値よりも制限値の大きな第二の電流制限手段
を設け、第二の電流制限手段により過電流を検出した際
は、モータスタート信号を強制的に遮断しモータへの電
力供給を遮断させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置に
関するものである。

【0002】

【従来の技術】図7は従来のモータ制御装置を示したブ
ロック図である。図7は複写機やレーザープリンタに用
いられるポリゴンモータを駆動するためのモータ制御装
置に於ける実施形態である。ポリゴンモータとして使用
される3相DCブラシレスモータ(30)の等価回路を
図7の点線内に示す。インダクタ(35)はY型結線さ
れておりブリッジ回路(10)により励磁され、回転磁
界を生成する。図示していないポリゴンミラーはロータ
ー(34)に接続されている。そして、ローター(3
4)には磁性パターンが着磁されているため、回転磁界
により回転駆動を行う。

【0003】ホール素子31、32、33はローター(3
4)に着磁されている磁界を検出し、その出力を回転位
置検出回路(16)に入力する。回転位置検出回路(1
6)はホール素子31、32、33の入力によりロータ
ー(34)の回転位置の検出を行い、常にローター(3
4)が回転運動を行うような磁界を発生するようにブリ
ッジ回路(10)の各スイッチ手段をON/OFFさせ
るためのタイミング信号を生成する。

【0004】またホール素子32の出力はモータ回転パルス
生成回路(15)に入力されており、モータ回転パルス
生成回路(15)はブラシレスモータ30の回転速度を
周波数パルスとして出力する。図7の場合だと、ロータ
ー(34)には、1回転あたり2組の磁性パターンが着
磁されているため、ホール素子32の出力信号をパルス
化すると、1回転あたり2パルスとなり、このパルス信
号を2分周する事で、モータ1回転に対し1パルスの出
力(モータ回転パルス)を生成している。PLL回路
(14)は図示しない水晶発振器より生成される高精度
クロックを元に分周された基準クロックと、モータ回転
パルス生成回路(15)からのモータ回転パルスとの位
相差を比較し、その比較結果を位相差パルスとして制御
回路(13)に入力する。

【0005】制御回路(13)は、外部コントローラ(4
1)より入力される、スタート/ストップ信号がスター
トを指示した時のみ、PLL回路(14)より出力され
る位相差パルス信号出力をDC化してPWM回路(1
2)に入力する。PWM回路(12)は、制御回路(1
3)より出力されるDC化された位相差信号と図示しな
い基準三角波を比較することによりPWM信号を生成し
駆動回路(11)に出力している。このPWM信号のパ
ルス幅によりブリッジ回路(10)を構成する各スイッ
チ手段を駆動する駆動信号のデューティーが決定しブラ
シレスモータ(30)の回転数制御を行う。

【0006】駆動回路(11)はPWM回路(12)より出
力されるPWM信号と回転位置検出回路(16)より出
力されるタイミング信号を元にブリッジ回路(10)を
構成する各スイッチ手段をON/OFFさせるための駆
動信号を生成する

【0007】ブリッジ回路(10)の構成を図8に示す。ブ
リッジ回路(10)は図8の様にQ1〜Q6の6ヶのス
イッチ手段により構成されている。図8に於いては、Q
1〜Q6をMOS−FETで構成した場合を図示してお
り、Q1のドレインとQ4のドレインの接続点がインダ
クタ(35)のU巻線に、Q2のドレインとQ5のドレ
インの接続点がインダクタ(35)のV巻線に、Q3の
ドレインとQ6のドレインの接続点がインダクタ(3
5)のW巻線に、それぞれ接続されている。

【0008】そして、ブリッジ回路(10)は駆動回路(1
1)からの駆動信号により、Q1とQ5,Q1とQ6、
Q2とQ6、Q2とQ4、Q3とQ4、Q3とQ5と言
う組み合わせ順でスイッチ手段を導通させ、これを繰り
返すことでブラシレスモータ(30)は回転する。そし
て、基準クロックとモータ回転パルスの位相差がある一
定値となるよう、PLL回路(14)の出力を元に制御
回路(13)によるフィードバック制御によりPWM回
路(12)においてPWM制御が行われ、ブラシレスモ
ータ(30)は所定の回転数を高精度に維持して回転す
る。

【0009】例えば、ブラシレスモータ(30)の回転数が
規定回転数よりもわずかでも上昇すると、モータ回転パ
ルス生成回路(15)より出力されるモータ回転パルス
の周波数が上昇し、基準クロックとの位相差が一定でな
くなり(位相差が小さくなり)、PLL回路(14)の
出力に変化が生じる(位相差パルスのデューティーが広
がる)、すると制御回路(13)の出力電圧が上昇しP
WM回路(12)で生成されるPWM信号のデューティ
ーが下がり、ブラシレスモータ(30)の回転数を下げ
る方向に動作する。

【0010】逆に、ブラシレスモータ(30)の回転数が規
定回転数よりもわずかでも下降すると、モータ回転パル
ス生成回路(15)より出力されるモータ回転パルスの
周波数が下降し、基準クロックとの位相差が一定でなく
なり(位相差が大きくなり)、PLL回路(14)の出
力に変化が生じる(位相差パルスのデューティーが小さ
くなる)、すると制御回路(13)の出力電圧が下降し
PWM回路(12)で生成されるPWM信号のデューテ
ィーが広がり、ブラシレスモータ(30)の回転数を上
げる方向に動作する。

【0011】一方、図7中の電流検出手段(17)は、図8
中のスイッチ手段Q4〜Q6を介して流れるモータ電流
ILを常に検出しおり、検出した電流値に比例した電圧
を電流検出信号として出力している。そして、電流検出
信号はフィルタ18を介して比較回路1(19)に入力
される。比較回路1(19)では、フィルタ18を介し
て入力された電流検出信号と図示しない基準電圧Vre
f1を比較し、電流検出信号が基準電圧Vref1を上
回った場合には過電流信号1をPWM回路(12)に出
力している。PWM回路(12)は、過電流信号1が入
力されると、過電流信号1が入力されたPWM信号周期
のその周期のみ、過電流信号1が入力された以降はブリ
ッジ回路(10)のスイッチ手段をOFFするようにP
WM信号を制御することでブラシレスモータ(30)及
びブリッジ回路(10)を構成する各スイッチ手段へ過
電流が流れることを防止している。

【0012】つまり、電流検出手段(17)、フィルタ(1
8)、比較回路1(19)、PWM回路(12)によ
り、PWM周期のパルスバイパルスによる電流リミッタ
回路を構成している。そして、電流リミッタ値は、比較
回路1(19)の図示していない基準電圧Vref1に
より決定される。

【0013】しかし、実際は、ノイズ等による電流リミッタ
回路の誤動作を防止するためにフィルタ(18)を設け
ているので、実際ブラシレスモータ(30)やブリッジ
回路(10)を構成する各スイッチ手段に流れる電流が
遮断される電流値は流れる電流の傾きより変化すると共
に、リミッタが作動するまでの遅れ時間もあるため、こ
れらを考慮した基準電圧Vref1を設定する必要があ
る。

【0014】図9は電流検出手段(17)の検出結果を元に
比較回路1(19)に於いて過電流を検出した際の、ブ
リッジ回路(10)を構成する各MOS−FET Q1
〜Q6の動作状況を示したタイミングチャートである。
図9に於いて、からはブリッジ回路(10)のMO
S−FETのON/OFF状態を示している。図9に於
いては、Q1〜Q3がON/OFF制御、Q4〜Q6が
PWM制御を行っており、各波形のLをFETOFF、
HをFETONとして説明する。(図示した波形がFE
Tのゲート端子に印可されているわけではない)そし
て、Q3とQ5によりブラシレスモータ(30)に電力
が供給されている状態で過電流が発生した場合の動作を
示している。

【0015】図9中が基準電圧1(Vref1)であり
が電流検出手段(17)に流れた電流値に比例した電圧
波形の電流検出信号である。基準電圧1(Vref1)
が検知レベルであるが、上述のようにフィルタ等の遅れ
成分により、実際電流が遮断されるレベルは検知レベル
よりも高くなってしまう。Q3とQ5がONしている状
態でQ3→ブラシレスモータ(30)→Q5→電流検出
手段(17)と流れる電流が基準電圧1(Vref1)
を上回ったことが検知されると、とPWM制御されてい
るMOS−FET Q5が強制的に OFFされる(
実線部)ことで上記経路の電流が遮断される。上記過電
流保護は、PWM周期のパルスバイパルスによる電流保
護のため、過電流の流れた次のPWMサイクルでは、通
常通りMOS−FETが駆動されている。なお、波形
の点線部は過電流が発生しなかった場合の状態を示して
いる。

【0016】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モータ制御装置に於いては、モータの巻線ショートやモ
ータロック等のモータ故障、さらにブリッジ回路を構成
するスイッチ手段の故障が発生した際に、正常動作時と
比較して急峻な立ち上がりを有する電流が流れてしま
い、その場合、誤動作を防止するためのフィルタ回路
や、回路の遅れ等により設定した電流制限値を大きく上
回る電流値で電流制限されてしまうため、予めこれらを
考慮した部品選定を行う必要があった。

【0017】そして、各素子に必要十分にマージンを持った
素子、部品を使用した場合、定格負荷容量に対し余裕を
持った回路構成となるために、モータ制御装置としての
サイズが大きくなり、コストも高くなると言う問題が発
生する。

【0018】本発明の課題は、上記の問題を解決し、簡単安
価かつ小型軽量な構成により上記の様な故障発生時に、
モータのスタート信号を強制的に遮断しモータへの電力
供給を遮断させることで、モータ制御装置に定格容量に
対し最適な素子、部品の選択を可能にすることにある。

【0019】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の請求項1、3に記載のモータ制御装置は
従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段に追加し
て、従来の電流制限手段に於ける電流制限値よりも制限
値の大きな第二の電流制限手段を設け、第二の電流制限
手段により過電流を検出した際は、モータスタート信号
を強制的に遮断しモータへの電力供給を遮断させること
で、上記目的を達成する。また、本発明の請求項2、4
に記載のモータ制御装置は従来のモータ制御装置に於け
る電流制限手段に追加して、従来の電流制限手段に於け
る電流制限値よりも制限値の大きな第二の電流制限手段
を設け、第二の電流制限手段により過電流を検出した際
は、モータの複数の巻線に順次電力を供給する為のブリ
ッジ回路への電力供給を供給/遮断するためスイッチ手
段を強制的に遮断しモータへの電力供給を遮断させるこ
とで、上記目的を達成する。

【0020】また、本発明の請求項8に記載のモータ制御装
置は従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段からの
過電流信号をカウントし、そのカウント値が所定値に達
した場合、モータスタート信号を強制的に遮断しモータ
への電力供給を遮断させることで、上記目的を達成す
る。さらに、請求項9に記載のモータ制御装置は従来の
モータ制御装置に於ける電流制限手段からの過電流信号
をカウントし、そのカウント値が所定値に達した場合、
モータの複数の巻線に順次電力を供給する為のブリッジ
回路への電力供給を供給/遮断するためスイッチ手段を
強制的に遮断しモータへの電力供給を遮断させること
で、上記目的を達成する。

【0021】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお、以下では前述の従来構成と同
一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は
省略するものとする。

【0022】(実施例1)図1は本発明の第一の実施形態の
構成を示した図である。図1に於いて、符号20で示す
比較回路2,符号21で示すカウンタ回路、符号22で
示すスタート信号遮断回路を設けた点が図7の従来のモ
ータ制御装置とは異なる点である。図1に於いて、ブラ
シレスモータ(30)を所定の回転数に高精度に制御す
る動作に関しては、前述した従来例と同じであるため、
ここでは比較回路2(20)、カウンタ回路(21)、
スタート信号遮断回路(22)について説明する。比較
回路2(20)は電流検出手段(17)に接続されてお
り、電流検出手段(17)から出力される電流検出信号
が入力される。比較回路2(20)では、電流検出信号
と図示しない基準電圧Vref2を比較し、電流検出信
号が基準電圧Vref2を上回った場合には過電流信号
2をカウンタ回路(21)に出力している。

【0023】カウンタ回路(21)に於いては、比較回路2
(20)より過電流信号2が入力されると、計数を開始
し計数値が所定値に達した場合には、ブラシレスモータ
(30)の異常、もしくは、モータ制御装置の異常と判
断し異常信号をスタート信号遮断回路(22)に出力す
る。スタート信号遮断回路(22)は異常信号が入力さ
れるとコントローラ(41)より出力されるスタート/
ストップ信号を強制的に遮断させる(モータストップ状
態とする)ことで、モータ制御装置の回路動作及び、ブ
ラシレスモータ(30)への電力供給を遮断させる。

【0024】図2は電流検出手段(17)の検出結果を元に
比較回路2(20)に於いて過電流を検出した際の、ブ
リッジ回路(10)を構成する各MOS−FET Q1
〜Q6の動作状況を示したタイミングチャートである。
図2に於いて、からはブリッジ回路(10)のMO
S−FETのON/OFF状態を示している。図2に於
いては、Q1〜Q3がON/OFF制御、Q4〜Q6が
PWM制御を行っており、各波形のLをFETOFF、
HをFETONとして説明する。(図示した波形がFE
Tのゲート端子に印可されているわけではない)そし
て、Q3とQ5によりブラシレスモータ(30)に電力
が供給されている状態で過電流が発生した場合の動作を
示している。

【0025】図2中が基準電圧1(Vref1)であり、
が基準電圧2(Vref2)であり、が電流検出手
段(17)に流れた電流値に比例した電圧波形の電流検
出信号である。基準電圧1(Vref1)が過電流検知
信号1の検知レベルであるが、前述のようにフィルタ等
の遅れ成分により、実際電流が遮断されるレベルは検知
レベルよりも高くなってしまう。そして、Q3とQ5に
よりブラシレスモータ(30)に電力が供給されている
状態でモータの巻線ショートやモータロック等のモータ
故障が発生した場合は、Q3→ブラシレスモータ(3
0)→Q5→電流検出手段(17)と言う経路で過電流
が流れ、同様に、ブリッジ回路を構成するスイッチ手段
の故障が発生した場合には、Q3→Q5→電流検出手段
(17)と言う経路で過電流が流れる。

【0026】そして、上記故障等により電流検出手段(1
7)を流れる電流が基準電圧2(Vref2)を上回る
とカウンタ回路(21)に於いて計数を開始する。例え
ば、電流検出手段(17)を流れる電流が基準電圧2
(Vref2)を上回っている期間のみカウンタ回路
(21)に於いてコンデンサを充電する様な回路構成の
場合、図2の(10)Vtの様にILがVref2
を上回っている期間のみVtの電位が上昇し、モータの
巻線ショートやモータロック等のモータ故障、さらにブ
リッジ回路を構成するスイッチ手段の故障により連続し
てVref2を上回ると(10)Vtがさらに上昇し
ILがVref2を上回っている期間が所定の期間以
上に達すると(10)Vtが所定値(11)Vmに達
し、カウンタ回路(21)異常信号が出力され、その結
果、(12)スタート信号の様にスタート信号遮断回路
(22)によりスタート信号が遮断され(L)、それに
より全回路動作が停止する。なお、波形の点線部は過
電流が発生しなかった場合の状態を示している。

【0027】この様に、本実施の形態1に於けるモータ制御
装置は、従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段に
追加して、従来の電流制限手段に於ける電流制限値より
も制限値の大きな第二の電流制限手段を設け、第二の電
流制限手段により、モータやモータに電力を供給するブ
リッジ回路での異常を検出した際は、モータスタート信
号を強制的に遮断しモータへの電力供給を遮断させるこ
とで、異常の発生したモータに電力を供給し続けること
が無いため、モータ制御装置に於いて定格容量に対し最
適な素子、部品の選択を可能にすることができる。ま
た、本実施形に於いては、カウンタ回路(21)を用い
た場合の実施形について説明したが、カウンタ回路(2
1)を用いずに、比較回路2(20)に於いて、過電流
を検出し過電流検出信号2が出力された際に即座にスタ
ート信号遮断回路(22)にてスタート/ストップ信号
を強制的に遮断させる構成とした場合でも同様の効果を
得ることが可能である。

【0028】(実施例2)図3は本発明の第二の実施形態の
構成を示した図である。図3に於いて、前述の従来構
成、第一の実施形態と同一ないし相当する部材には同一
符号を付し、その説明は省略するものとする。図3は従
来構成の比較回路1(19)を用いてブラシレスモータ
(30)の異常、もしくは、モータ制御装置の異常を検
知しモータ制御装置の動作を停止させる場合の実施形で
ある。

【0029】図3に於いて、ブラシレスモータ(30)を所
定の回転数に高精度に制御する動作に関しては、前述し
た従来例と同じであるため、ここでは説明を省略する。
図3に於いて、コントローラ(41)よりモータスター
ト信号が出力されるとブラシレスモータ(30)が起動
し、回転数が上昇する。そしてモータ回転数が規定回転
数に達し、基準クロックとモータ回転パルス生成回路
(15)からのモータ回転パルスとの位相差がある一定
値になると、ロック信号生成回路(23)よりロック信
号が出力される。ロック信号はコントローラ(41)に
入力されると共に、カウンタ回路(24)にも入力され
る。カウンタ回路(24)にはスタート/ストップ信号
も入力されており、スタート信号が入力されてからロッ
ク信号が入力されるまでは、カウンタ動作がマスクされ
ている。そして、一旦ロック信号が入力されるとカウン
ト可能状態となる。そしてカウント可能状態はストップ
信号が入力されるまで継続される。さらに、カウンタ回
路(24)は比較回路(19)にも接続されており、カ
ウント可能状態時に、比較回路(19)より過電流信号
1が入力されると計数を開始する。

【0030】そして計数値が所定の値に達するとカウンタ回
路(24)はブラシレスモータ(30)の異常、もしく
は、モータ制御装置の異常と判断し異常信号をスタート
信号遮断回路(22)に出力する。スタート信号遮断回
路(22)は異常信号が入力されるとコントローラ(4
1)より出力されるスタート/ストップ信号を強制的に
遮断させる(モータストップ状態とする)ことで、モー
タ制御装置の回路動作及び、ブラシレスモータ(30)
への電力供給を遮断させる。つまり、スタート信号が出
力されてモータ回転数が規定回転数に達するまでは従来
構成と同様な電流制限(PWM周波数でのパルスバイパ
ルスの電流制限)が働き、モータ回転数が規定回転数に
達しロック信号が出力された後は、従来構成と同様の電
流制限が働くと共に、ブラシレスモータ(30)の異
常、もしくは、モータ制御装置の異常により過電流が継
続して発生した場合はモータ制御装置の回路動作及び、
ブラシレスモータ(30)への電力供給を遮断させるの
である。

【0031】図4は図3の動作の一例を示したタイミングチ
ャートである。図4に於いて(12)はスタート信号で
あり(13)がロック信号である。スタート信号(1
2)はHでモータスタート、Lでモータストップであ
る。ロック信号(13)はHでアンロック、Lでロック
である。図4の様に、スタート信号(12)が立ち上が
ることでモータが回転し始める、モータ起動時は定常電
流に対し大きな電流が流れるため、比較回路1(19)
で設定した電流制限に掛かりながら徐々に回転数を上げ
ていく。一方、スタート信号(12)の立ち上がりから
ロック信号(13)の立ち下がりまでの期間はカウンタ
がマスクされており、この期間に上記電流制限が動作し
てもカウンタ回路は計数を行わない。そしてモータ回転
数が規定回転数に達するとロック信号が出力されて
(L)、カウンタ可能状態となる。この状態で、ブラシ
レスモータ(30)の異常、もしくは、モータ制御装置
の異常により電流検出手段(17)に過電流が流れると
カウンタ回路(24)はカウントを開始し、そのカウン
ト値(10)Vtは徐々に上昇する、そして所定の期間
(又は回数)過電流状態が継続されるとスタート信号
(12)が強制的に遮断され、モータ制御装置の動作が
停止しモータへの電力供給が遮断される。

【0032】この様に、本実施の形態2に於けるモータ制御
装置は、従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段よ
り出力される過電流信号をカウンタを用いて計数し、過
電流状態が継続した場合は、モータやモータに電力を供
給するブリッジ回路での異常と判断し、モータスタート
信号を強制的に遮断しモータへの電力供給を遮断させる
ことで、異常の発生したモータに電力を供給し続けるこ
とが無いため、モータ制御装置に於いて定格容量に対し
最適な素子、部品の選択を可能にすることができる。

【0033】(実施例3)図5は本発明の第三の実施形態の
構成を示した図である。図5に於いて、前述の従来構
成、第一の実施形態と同一ないし相当する部材には同一
符号を付し、その説明は省略するものとする。図5はブ
ラシレスモータ(30)の電源であるVinがスイッチ
手段(25)を介してブリッジ回路(10)へ供給され
る場合の実施例である。

【0034】図5に於いて、前述の従来構成、第一の実施形
態と異なる点は、上述の通りブラシレスモータ(30)
の電源であるVinがスイッチ手段(25)を介してブ
リッジ回路(10)へ供給されている点、そして、上記
スイッチ手段(25)はコントローラ(41)からのス
タート/ストップ信号がスタート状態を示すと導通する
という点、さらに、カウンタ回路(21)より出力され
る異常信号がスイッチ手段遮断回路(26)に入力され
ている点、さらに、スイッチ手段遮断回路(26)はス
イッチ手段(25)に接続されていると言う点である。

【0035】図5の動作を説明する。図5に於いて、ブラシ
レスモータ(30)を所定の回転数に高精度に制御する
動作に関しては、前述した従来例と同じであり、さらに
比較回路2(20)、カウンタ回路(21)、の動作に
ついては実施の形態1と同じであるため、ここでは、ス
イッチ手段(25),スイッチ手段遮断回路(26)の
動作について説明する。

【0036】前述の通り、コントローラ(41)からのスタ
ート/ストップ信号がスタート状態を示すとスイッチ手
段(25)が導通しブリッジ回路(10)へ電源が供給
されると共に、各回路が動作を開始しブラシレスモータ
(30)を所定の回転数に高精度に制御する。そして、
何らかの原因によりブラシレスモータ(30)の異常、
もしくは、モータ制御装置の異常が発生した場合、カウ
ンタ回路(21)より、異常信号が出力される。異常信
号がスイッチ遮断回路(26)に入力されるとスタート
/ストップ信号やその他の回路動作の状況にかかわら
ず、スイッチ遮断回路(26)はスイッチ遮断信号を出
力し、スイッチ手段(25)を強制的に遮断する。そし
て、ブリッジ回路(10)への電源供給(つまりはブラ
シレスモータ(30)への電源供給)が遮断される。

【0037】この様に、本実施の形態3に於けるモータ制御
装置は、従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段に
追加して、従来の電流制限手段に於ける電流制限値より
も制限値の大きな第二の電流制限手段を設け、第二の電
流制限手段により、モータやモータに電力を供給するブ
リッジ回路での異常を検出した際は、モータを駆動する
ためのブリッジ回路への電力供給を遮断することで、異
常の発生したモータに電力を供給し続けることが無いた
め、モータ制御装置に於いて定格容量に対し最適な素
子、部品の選択を可能にすることができる。

【0038】なお、本実施形に於いては、コントローラ(4
1)からのスタ−ト/ストップ信号によりスイッチ手段
(25)が導通すると共に、スタ−ト/ストップ信号に
より制御回路(13)が動作を開始する構成に於ける実
施形について説明したが、コントローラ(41)からの
スタ−ト/ストップ信号によりスイッチ手段(25)が
導通することで、制御系を構成する各回路が動作を開始
しブラシレスモータ(30)が回転を開始する構成や、
また、コントローラ(41)からのスタ−ト/ストップ
信号を有さず、ブラシレスモータ(30)の電源である
Vinが供給されることでスイッチ手段(25)が自動
的に導通すると共にブラシレスモータ(30)が回転を
開始する構成に於いても、本実施形の様に、カウンタ回
路(21)より、異常信号が出力された場合に、スイッ
チ手段遮断回路(26)がスイッチ遮断信号を出力し、
スイッチ手段(25)を強制的に遮断しブリッジ回路
(10)への電源供給(つまりはブラシレスモータ(3
0)への電源供給)を遮断することで同様の効果を得る
ことが可能である。また、本実施形に於いては、カウン
タ回路(21)を用いた場合の実施形について説明した
が、カウンタ回路(21)を用いずに、比較回路2(2
0)に於いて、過電流を検出し過電流検出信号2が出力
された際に即座にスタート信号遮断回路(22)にてス
タート/ストップ信号を強制的に遮断させる構成とした
場合でも同様の効果を得ることが可能である。

【0040】(実施例4)図6は本発明の第四の実施形態の
構成を示した図である。図6に於いて、前述の従来構
成、第二の実施形態と同一ないし相当する部材には同一
符号を付し、その説明は省略するものとする。

【0041】図6はブラシレスモータ(30)の電源である
Vinがスイッチ手段(25)を介してブリッジ回路
(10)へ供給され、かつ従来構成の比較回路1(1
9)を用いてブラシレスモータ(30)の異常、もしく
は、モータ制御装置の異常を検知しモータ制御装置の動
作を停止させる場合の実施例である。図6に於いて、前
述の従来構成、第二の実施形態と異なる点は、上述の通
りブラシレスモータ(30)の電源であるVinがスイ
ッチ手段(25)を介してブリッジ回路(10)へ供給
されている点、そして、上記スイッチ手段(25)はコ
ントローラ(41)からのスタート/ストップ信号がス
タート状態を示すと導通するという点、さらに、カウン
タ回路(24)より出力される異常信号がスイッチ手段
遮断回路(26)に入力されている点、さらに、スイッ
チ手段遮断回路(26)はスイッチ手段(25)に接続
されていると言う点である。

【0042】図6の動作を説明する。図6に於いて、ブラシ
レスモータ(30)を所定の回転数に高精度に制御する
動作に関しては、前述した従来例と同じであり、さらに
比較回路1(19)、ロック信号生成回路(23)、カ
ウンタ回路(24)、の動作については実施の形態2と
同じであるため、ここでは、スイッチ手段(25),ス
イッチ手段遮断回路(26)の動作について説明する。

【0043】前述の通り、コントローラ(41)からのスタ
ート/ストップ信号がスタート状態を示すとスイッチ手
段(25)が導通しブリッジ回路(10)へ電源が供給
されると共に、各回路が動作を開始しブラシレスモータ
(30)を所定の回転数に高精度に制御する。そして、
何らかの原因によりブラシレスモータ(30)の異常、
もしくは、モータ制御装置の異常が発生した場合、カウ
ンタ回路(24)より、異常信号が出力される。異常信
号がスイッチ遮断回路(26)に入力されるとスタート
/ストップ信号やその他の回路動作の状況にかかわら
ず、スイッチ遮断回路(26)はスイッチ遮断信号を出
力し、スイッチ手段(25)を強制的に遮断する。そし
て、ブリッジ回路(10)への電源供給(つまりはブラ
シレスモータ(30)への電源供給)が遮断される。

【0044】この様に、本実施の形態4に於けるモータ制御
装置は、従来のモータ制御装置に於ける電流制限手段よ
り出力される過電流信号をカウンタを用いて計数し、過
電流状態が継続した場合は、モータやモータに電力を供
給するブリッジ回路での異常と判断し、モータを駆動す
るためのブリッジ回路への電力供給を遮断することで、
異常の発生したモータに電力を供給し続けることが無い
ため、モータ制御装置に於いて定格容量に対し最適な素
子、部品の選択を可能にすることができる。

【0045】なお、本実施形に於いては、コントローラ(4
1)からのスタ−ト/ストップ信号によりスイッチ手段
(25)が導通すると共に、スタ−ト/ストップ信号に
より制御回路(13)が動作を開始する構成に於ける実
施形について説明したが、コントローラ(41)からの
スタ−ト/ストップ信号によりスイッチ手段(25)が
導通することで、制御系を構成する各回路が動作を開始
しブラシレスモータ(30)が回転を開始する構成や、
また、コントローラ(41)からのスタ−ト/ストップ
信号を有さず、ブラシレスモータ(30)の電源である
Vinが供給されることでスイッチ手段(25)が自動
的に導通すると共にブラシレスモータ(30)が回転を
開始する構成に於いても、本実施形の様に、カウンタ回
路(24)より、異常信号が出力された場合に、スイッ
チ手段遮断回路(26)がスイッチ遮断信号を出力し、
スイッチ手段(25)を強制的に遮断しブリッジ回路
(10)への電源供給(つまりはブラシレスモータ(3
0)への電源供給)を遮断することで同様の効果を得る
ことが可能である。

【0046】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、簡単安
価かつ小型軽量な構成により、モータやモータに電力を
供給するブリッジ回路での異常を検出した際は、モータ
スタート信号を強制的に遮断したり、またモータの各巻
線へ順次電力を供給するブリッジ回路への電力供給を遮
断したりと言う簡単安価かつ小型軽量な構成により、モ
ータへの電力供給を遮断させることで、異常の発生した
モータに電力を供給し続けることが無いため、モータ制
御装置に於いて定格容量に対し最適な素子、部品の選択
を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】図1は本発明の第1の実施形態を示したブロッ
ク図である。

【図2】図2は本発明の第1の実施形態の動作を説明し
たタイミングチャート図である。

【図3】図3は本発明の第2の実施形態を示したブロッ
ク図である。

【図4】図4は本発明の第2の実施形態の動作を説明し
たタイミングチャート図である。

【図5】図5は本発明の第3の実施形態を示したブロッ
ク図である。

【図6】図6は本発明の第4の実施形態を示したブロッ
ク図である。

【図7】図7は従来のモータ制御装置の構成を示したブ
ロック図である。

【図8】図8はモータ制御装置のブリッジ回路の構成を
示した図である。

【図9】図9は従来のモータ制御装置の動作を説明した
タイミングチャート図である。

【符号の説明】

10 : ブリッジ回路 11 : 駆動回路 12 : PWM回路 13 : 制御回路 14 : PLL回路 15 : モータ回転パルス生成回路 16 : 回転位置検出回路 17 : 電流検出手段 18 : フィルタ 19 : 比較回路1 20 : 比較回路2 21 : カウンタ回路 22 : スタート信号遮断回路 23 : ロック信号生成回路 24 : カウンタ回路 25 : スイッチ手段 26 : スイッチ手段遮断回路 30 : 3相DCブラシレスモータ 31 : ホール素子 32 : ホール素子 33 : ホール素子 34 : ローター 35 : インダクタ 41 : コントローラ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブラシレスモータを起動
    /停止させるためのスタート/ストップ信号を生成する
    スタート/ストップ信号生成手段と、前記ブラシレスモ
    ータのローターの回転位置を検出し、回転位置信号を出
    力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモータのロ
    ーターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信号を生
    成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電磁モー
    タの回転数の目標値となる基準クロックを生成する基準
    クロック生成手段と、前記モータ回転パルス信号生成回
    路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位相差が
    一定となるように前記電磁モータの回転数を制御する制
    御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回転位置
    検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッジ回路
    をPWM駆動するためのPWM信号を生成するPWM回
    路と、前記ブリッジ回路に流れる電流を検出し電流検出
    信号を出力する電流検出手段と、フィルタを介した前記
    電流検出信号と第一の基準値を比較し第一の過電流信号
    を出力する第一の比較手段と、前記電流検出信号と第二
    の基準値を比較し第二の過電流信号を出力する第二の比
    較手段とを有し、第一の比較手段により過電流が検出さ
    れた際は、PWM信号をパルスバイパルスでオフさせ
    て、第二の比較手段により過電流が検出された際は、ス
    タート信号を強制的に遮断させ前記ブラシレスモータへ
    の電力供給を遮断させる、ことを特徴としたモータ制御
    装置。
  2. 【請求項2】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路への電力供
    給を供給/遮断するためのスイッチ手段と、前記ブラシ
    レスモータのローターの回転位置を検出し、回転位置信
    号を出力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモー
    タのローターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信
    号を生成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電
    磁モータの回転数の目標値となる基準クロックを生成す
    る基準クロック生成回路と、前記モータ回転パルス信号
    生成回路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位
    相差が一定となるように前記電磁モータの回転数を制御
    する制御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回
    転位置検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッ
    ジ回路をPWM駆動するためのPWM信号を生成するP
    WM回路と、前記ブリッジ回路に流れる電流を検出し電
    流検出信号を出力する電流検出手段と、フィルタを介し
    た前記電流検出信号と第一の基準値を比較し第一の過電
    流信号を出力する第一の比較手段と、前記電流検出信号
    と第二の基準値を比較し第二の過電流信号を出力する第
    二の比較手段とを有し、第一の比較手段により過電流が
    検出された際は、PWM信号をパルスバイパルスでオフ
    させて、第二の比較手段により過電流が検出された際
    は、前記スイッチ手段を強制的に遮断させ前記ブラシレ
    スモータへの電力供給を遮断させることを特徴としたモ
    ータ制御装置。
  3. 【請求項3】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブラシレスモータを起動
    /停止させるためのスタート/ストップ信号を生成スタ
    ート/ストップ信号生成手段すると、前記ブラシレスモ
    ータのローターの回転位置を検出し、回転位置信号を出
    力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモータのロ
    ーターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信号を生
    成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電磁モー
    タの回転数の目標値となる基準クロックを生成する基準
    クロック生成手段と、前記モータ回転パルス信号生成回
    路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位相差が
    一定となるように前記電磁モータの回転数を制御する制
    御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回転位置
    検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッジ回路
    をPWM駆動するためのPWM信号を生成するPWM回
    路と、前記ブリッジ回路に流れる電流を検出し電流検出
    信号を出力する電流検出手段と、フィルタを介した前記
    電流検出信号と第一の基準値を比較し第一の過電流信号
    を出力する第一の比較手段と、前記電流検出信号と第二
    の基準値を比較し第二の過電流信号を出力する第二の比
    較手段と、前記第二の比較手段より出力される前記過電
    流信号により計数を開始するカウンタ手段と、を有し、
    第一の比較手段により過電流が検出された際は、PWM
    信号をパルスバイパルスでオフさせて、前記カウンタ手
    段でのカウント値が所定値に達した際は、スタート信号
    を強制的に遮断させ前記ブラシレスモータへの電力供給
    を遮断させる、ことを特徴としたモータ制御装置。
  4. 【請求項4】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路への電力供
    給を供給/遮断するためのスイッチ手段と、前記ブラシ
    レスモータのローターの回転位置を検出し、回転位置信
    号を出力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモー
    タのローターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信
    号を生成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電
    磁モータの回転数の目標値となる基準クロックを生成す
    る基準クロック生成手段と、前記モータ回転パルス信号
    生成回路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位
    相差が一定となるように前記電磁モータの回転数を制御
    する制御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回
    転位置検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッ
    ジ回路をPWM駆動するためのPWM信号を生成するP
    WM回路と、前記ブリッジ回路に流れる電流を検出し電
    流検出信号を出力する電流検出手段と、フィルタを介し
    た前記電流検出信号と第一の基準値を比較し第一の過電
    流信号を出力する第一の比較手段と、前記電流検出信号
    と第二の基準値を比較し第二の過電流信号を出力する第
    二の比較手段と、前記第二の比較手段より出力される前
    記過電流信号により計数を開始するカウンタ手段と、を
    有し、第一の比較手段により過電流が検出された際は、
    PWM信号をパルスバイパルスでオフさせて、前記カウ
    ンタ手段でのカウント値が所定値に達した際は、スター
    ト信号を強制的に遮断させ前記ブラシレスモータへの電
    力供給を遮断させる、ことを特徴としたモータ制御装
    置。
  5. 【請求項5】前記スイッチ手段は、前記ブラシレスモー
    タを起動/停止させるためにコントローラより入力され
    るスタート/ストップ信号により前記ブリッジ回路への
    電力供給を供給/遮断することを特徴とした請求項2、
    4に記載のモータ制御装置。
  6. 【請求項6】前記スイッチ手段は、入力電源が供給され
    たことにより自動的に導通し前記ブリッジ回路への電力
    供給を開始することを特徴とした請求項2、4に記載の
    モータ制御装置。
  7. 【請求項7】前記第一の比較手段により検出される過電
    流値より前記第二の比較手段により検出される過電流値
    の方が大きいことを特徴した請求項1乃至6のいずれか
    1つに記載のモータ制御装置。
  8. 【請求項8】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブラシレスモータを起動
    /停止させるためのスタート/ストップ信号を生成する
    スタート/ストップ信号生成手段と、前記ブラシレスモ
    ータのローターの回転位置を検出し、回転位置信号を出
    力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモータのロ
    ーターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信号を生
    成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電磁モー
    タの回転数の目標値となる基準クロックを生成する基準
    クロック生成手段と、前記モータ回転パルス信号生成回
    路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位相差が
    一定となるように前記電磁モータの回転数を制御する制
    御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回転位置
    検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッジ回路
    をPWM駆動するためのPWM信号を生成するPWM回
    路と、前記ブラシレスモータが所定回転数で回転時に回
    転数ロック信号を出力するロック信号生成回路と、前記
    ブリッジ回路に流れる電流を検出し電流検出信号を出力
    する電流検出手段と、フィルタを介した前記電流検出信
    号と基準値を比較し過電流信号を出力する比較手段と、
    前記比較手段より出力される前記過電流信号により計数
    を開始するカウンタ手段と、を有し、前記比較手段によ
    り過電流が検出された際は、PWM信号をパルスバイパ
    ルスでオフさせて、前記カウンタ手段でのカウント値が
    所定値に達した際は、スタート信号を強制的に遮断させ
    前記ブラシレスモータへの電力供給を遮断させる、こと
    を特徴としたモータ制御装置。
  9. 【請求項9】ブラシレスモータを構成する複数の巻線に
    順次電力を供給するための複数のスイッチング素子で構
    成されたブリッジ回路と、前記ブリッジ回路への電力供
    給を供給/遮断するためのスイッチ手段と、前記ブラシ
    レスモータのローターの回転位置を検出し、回転位置信
    号を出力する回転位置検出回路と、前記ブラシレスモー
    タのローターの回転磁界を検出し、モータ回転パルス信
    号を生成するモータ回転パルス信号生成回路と、前記電
    磁モータの回転数の目標値となる基準クロックを生成す
    る基準クロック生成手段と、前記モータ回転パルス信号
    生成回路の出力と前記基準クロックの位相を比較し、位
    相差が一定となるように前記電磁モータの回転数を制御
    する制御回路と、前記回転位置検出回路の出力である回
    転位置検出信号と前記制御回路の出力を元に前記ブリッ
    ジ回路をPWM駆動するためのPWM信号を生成するP
    WM回路と、前記ブラシレスモータが所定回転数で回転
    時に回転数ロック信号を出力するロック信号生成回路
    と、前記ブリッジ回路に流れる電流を検出し電流検出信
    号を出力する電流検出手段と、フィルタを介した前記電
    流検出信号と基準値を比較し過電流信号を出力する比較
    手段と、前記比較手段より出力される前記過電流信号に
    より計数を開始するカウンタ手段と、を有し、前記比較
    手段により過電流が検出された際は、PWM信号をパル
    スバイパルスでオフさせて、前記カウンタ手段でのカウ
    ント値が所定値に達した際は、前記スイッチ手段を強制
    的に遮断させ前記ブラシレスモータへの電力供給を遮断
    させる、ことを特徴としたモータ制御装置。
  10. 【請求項10】前記スイッチ手段は、前記ブラシレスモ
    ータを起動/停止させるためにコントローラより入力さ
    れるスタート/ストップ信号により前記ブリッジ回路へ
    の電力供給を供給/遮断することを特徴とした請求項9
    に記載のモータ制御装置。
  11. 【請求項11】前記スイッチ手段は、入力電源が供給さ
    れたことにより自動的に導通し前記ブリッジ回路への電
    力供給を開始することを特徴とした請求項9に記載のモ
    ータ制御装置。
  12. 【請求項12】前記カウンタ手段に於いて、前記スター
    ト/ストップ信号のスタート状態より、前記ロック信号
    のモータ回転数ロック状態までの期間はカウント機能が
    停止されており、スタート信号が出力された後、ロック
    信号が出力されて始めてカウント可能となり、そのカウ
    ント可能状態は前記スタート/ストップ信号のストップ
    信号が出力されるまで継続することを特徴とした請求項
    8乃至11のいずれか1つに記載のモータ制御装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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