JP2821950B2 - ぜん動ポンプモータ駆動 - Google Patents
ぜん動ポンプモータ駆動Info
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
- A61M5/14228—Pumping with an aspiration and an expulsion action with linear peristaltic action, i.e. comprising at least three pressurising members or a helical member
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/16—Reducing energy dissipated or supplied
-
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- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/82—Internal energy supply devices
- A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
- A61M2205/8212—Internal energy supply devices battery-operated with means or measures taken for minimising energy consumption
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明の分野 本発明は、一般にはぜん動ポンプ装置に、そして詳し
くはぜん動ポンプのためのモータ駆動手段に関する。
くはぜん動ポンプのためのモータ駆動手段に関する。
本発明の背景 患者への静脈輸液の投与はこの技術分野において良く
知られている。典型的には、ガラスまたは可撓性容器中
の生理食塩水、グルコースまたは電解質のような溶液
は、ポリ塩化ビニル（PVC）のような可撓性プラスチッ
クチューブのある長さを通って患者の静脈アクセス部位
へ供給される。該流体の流量はローラークランプによっ
て制御され、これは所望の流量が得られるまでチューブ
の内腔を制限するように調節される。
知られている。典型的には、ガラスまたは可撓性容器中
の生理食塩水、グルコースまたは電解質のような溶液
は、ポリ塩化ビニル（PVC）のような可撓性プラスチッ
クチューブのある長さを通って患者の静脈アクセス部位
へ供給される。該流体の流量はローラークランプによっ
て制御され、これは所望の流量が得られるまでチューブ
の内腔を制限するように調節される。
容器から患者への流れはローラークランプ以外の手段
でも調節することができる。電子的に制御されたポンプ
の使用が段々普通になりつつある。静脈液投与のために
使用するポンプの一タイプはぜん動ポンプである。
でも調節することができる。電子的に制御されたポンプ
の使用が段々普通になりつつある。静脈液投与のために
使用するポンプの一タイプはぜん動ポンプである。
ぜん動ポンピング作用の使用は医療分野に特に良く適
している。これはぜん動ポンピング作用は静脈液を運ぶ
チューブの外部で適用できるからである。これは液に対
し流体推進を与えながらチューブ内の静脈液の無菌状態
を維持する。ぜん動ポンピング作用はチューブのどの点
においても適用することができる。
している。これはぜん動ポンピング作用は静脈液を運ぶ
チューブの外部で適用できるからである。これは液に対
し流体推進を与えながらチューブ内の静脈液の無菌状態
を維持する。ぜん動ポンピング作用はチューブのどの点
においても適用することができる。
医療分野において使用されるぜん動ポンプの普通の一
タイプにおいては、駆動モータは相互に角度的に間隔を
空けられたカム列へ接続される。該カムは対応する圧力
フィンガーへ接続されたカム従動子を駆動する。これら
のエレメントは圧力フィンガーへ線形波動運動を与え
る。圧力プレートが圧力フィンガーへ並列し、そして間
隔を空けて固定される。圧力プレートは、流体を推進す
るようにチューブへ波形運動を加える往復動圧力フィン
ガーに対してチューブを保持する。代りに、駆動モータ
は複数のローラーが流体推進を与えるためチューブを接
触する回転タイプぜん動ポンプを駆動する。圧力プレー
トはチューブを該ローラーに隣接して保持する。
タイプにおいては、駆動モータは相互に角度的に間隔を
空けられたカム列へ接続される。該カムは対応する圧力
フィンガーへ接続されたカム従動子を駆動する。これら
のエレメントは圧力フィンガーへ線形波動運動を与え
る。圧力プレートが圧力フィンガーへ並列し、そして間
隔を空けて固定される。圧力プレートは、流体を推進す
るようにチューブへ波形運動を加える往復動圧力フィン
ガーに対してチューブを保持する。代りに、駆動モータ
は複数のローラーが流体推進を与えるためチューブを接
触する回転タイプぜん動ポンプを駆動する。圧力プレー
トはチューブを該ローラーに隣接して保持する。
ぜん動ポンプの好ましい具体例においては、駆動モー
タは小さい増分もしくはステップで回転するステッパモ
ータである。高速度で回転しているステッパモータは回
転がコンスタントであるような肉眼的印象を与えるが、
ステッパモータは実際には小さい角度またはステップの
シリーズを回転し、短かい休止期間がそれに続く。医療
分野で使用されるぜん動ポンプに用いられるステッパモ
ータにおいては、これらの小角度ステップは約0.36゜な
いし7.2゜の範囲であり、好ましい具体例においては約
1.8゜である。これは１回転あたり1000ないし50のシャ
フトのステップシリーズを、好ましい具体例では１回転
あたり約200ステップを生ずる。
タは小さい増分もしくはステップで回転するステッパモ
ータである。高速度で回転しているステッパモータは回
転がコンスタントであるような肉眼的印象を与えるが、
ステッパモータは実際には小さい角度またはステップの
シリーズを回転し、短かい休止期間がそれに続く。医療
分野で使用されるぜん動ポンプに用いられるステッパモ
ータにおいては、これらの小角度ステップは約0.36゜な
いし7.2゜の範囲であり、好ましい具体例においては約
1.8゜である。これは１回転あたり1000ないし50のシャ
フトのステップシリーズを、好ましい具体例では１回転
あたり約200ステップを生ずる。
これらの先行技術装置においては、ステッパモータは
普通圧力フィンガーもしくはローラーに流体推進力を与
えるように駆動される。
普通圧力フィンガーもしくはローラーに流体推進力を与
えるように駆動される。
そのような装置の欠点は、電池のような大きな電源の
使用と限られた注入時間をもたらす多量の電力の使用で
ある。
使用と限られた注入時間をもたらす多量の電力の使用で
ある。
加えて、通常波形駆動、半ステップ駆動および全ステ
ップ駆動と呼ばれる異なる駆動方法が好ましく利用され
る。これら先行技術においては、これらの異なるステッ
プ駆動信号がモータトルクの測定を提供するパワー制御
の調整を実行するために利用し得る唯一の可能な駆動方
法であった。
ップ駆動と呼ばれる異なる駆動方法が好ましく利用され
る。これら先行技術においては、これらの異なるステッ
プ駆動信号がモータトルクの測定を提供するパワー制御
の調整を実行するために利用し得る唯一の可能な駆動方
法であった。
このため、ミクロ注入を含む非常に広範囲の注入速度
を提供するような効率的態様において広範囲のステッピ
ング周波数および新しい発明的変調手段が提供されるぜ
ん動ポンピング装置が望まれる。さらにぜん動ポンピン
グ装置は、吸収的もしくはひとまとめにしたエレメント
を使用することなくステッパモータを駆動するのに要す
る電力量を減らすことが望ましい。なおさらに、ぜん動
ポンピング装置はステッパモータに対し必要なパワー補
償を瞬間的かつ安全に自動的に提供することが望ましい
であろう。本発明はそのような装置を提供する。
を提供するような効率的態様において広範囲のステッピ
ング周波数および新しい発明的変調手段が提供されるぜ
ん動ポンピング装置が望まれる。さらにぜん動ポンピン
グ装置は、吸収的もしくはひとまとめにしたエレメント
を使用することなくステッパモータを駆動するのに要す
る電力量を減らすことが望ましい。なおさらに、ぜん動
ポンピング装置はステッパモータに対し必要なパワー補
償を瞬間的かつ安全に自動的に提供することが望ましい
であろう。本発明はそのような装置を提供する。
本発明の概要 本発明は、ぜん動ポンプモータへ駆動信号を提供す
る。与えられた周波数において第１のパルスシリーズを
発生する第１の回路が設けられる。第１のパルスシリー
ズの周波数より高い周波数を有する第２のパルスシリー
ズを発生する第２の回路が設けられる。第１および第２
のパルスシリーズの周波数の中間の周波数を有する第３
のパルスシリーズを発生する第３の回路が設けられる。
最後に、３種のパルスシリーズを駆動信号に組合わせる
回路が設けられる。駆動信号の長さは第１のパルスシリ
ーズの周波数によって決定される。さらに駆動信号は、
第３のパルスシリーズの周波数によって決定される初期
パルス段階と、そして第２のパルスシリーズの周波数に
よって決定されるパルスシリーズである変調パルス段階
との二つの部分に分割される。
る。与えられた周波数において第１のパルスシリーズを
発生する第１の回路が設けられる。第１のパルスシリー
ズの周波数より高い周波数を有する第２のパルスシリー
ズを発生する第２の回路が設けられる。第１および第２
のパルスシリーズの周波数の中間の周波数を有する第３
のパルスシリーズを発生する第３の回路が設けられる。
最後に、３種のパルスシリーズを駆動信号に組合わせる
回路が設けられる。駆動信号の長さは第１のパルスシリ
ーズの周波数によって決定される。さらに駆動信号は、
第３のパルスシリーズの周波数によって決定される初期
パルス段階と、そして第２のパルスシリーズの周波数に
よって決定されるパルスシリーズである変調パルス段階
との二つの部分に分割される。
本発明の付加的具体例においては、第１のパルスシリ
ーズおよび第２のパルスシリーズを同期化するための付
加的回路手段が設けられる。加えて、第３の回路手段は
第３のパルスシリーズを発生するために第１のパルスシ
リーズを利用し、それによってすべてのパルスの同期化
を確実にする。
ーズおよび第２のパルスシリーズを同期化するための付
加的回路手段が設けられる。加えて、第３の回路手段は
第３のパルスシリーズを発生するために第１のパルスシ
リーズを利用し、それによってすべてのパルスの同期化
を確実にする。
付加的な好ましい具体例においては、駆動モータのパ
ワー消費をモニターするための付加的回路手段が設けら
れ、該モニター手段はマイクロプロセッサーと連通にあ
り、マイクロプロセッサーは駆動モータのパワー消費の
関数として駆動信号を調節する。
ワー消費をモニターするための付加的回路手段が設けら
れ、該モニター手段はマイクロプロセッサーと連通にあ
り、マイクロプロセッサーは駆動モータのパワー消費の
関数として駆動信号を調節する。
図面の簡単な説明 第１図は、ぜん動ポンプ装置を使用する静脈ポンプセ
ットの斜視図である。
ットの斜視図である。
第２図は、ぜん動ポンピング装置の概略図である。
第３図は、本発明の原理に従って製作したぜん動ポン
ピング装置の作動エレクトロニックスのブロック図であ
る。
ピング装置の作動エレクトロニックスのブロック図であ
る。
第４図は、本発明の原理に従ったモータ駆動手段の回
路図である。
路図である。
第５図は、本発明の原理に従った変調手段の回路図で
ある。
ある。
第６図は、本発明の原理に従った第２の変調手段の回
路図である。
路図である。
第７図は、本発明の原理に従ったパワーモニター手段
の回路図である。
の回路図である。
第８図は、本発明の装置の種々の信号を示すグラフで
ある。
ある。
好ましい具体例の説明 第１図は、ポンプと、可撓性容器のような静脈液源を
使用する静脈投与セットの図示である。ポンプ運転メカ
ニズムおよび運転エレクトロニックス（図示せず）を備
えたポンプ20は、静脈液容器24の支持台としても役立つ
I.V.スタンド22上に荷装される。連続的に投与される生
理食塩水のような流体27を典型的に収容する容器24は、
やはりスタンド22から懸垂される。
使用する静脈投与セットの図示である。ポンプ運転メカ
ニズムおよび運転エレクトロニックス（図示せず）を備
えたポンプ20は、静脈液容器24の支持台としても役立つ
I.V.スタンド22上に荷装される。連続的に投与される生
理食塩水のような流体27を典型的に収容する容器24は、
やはりスタンド22から懸垂される。
投与セット10は容器24からポンプ20を経由して患者へ
流路を提供する。セット10はポリ塩化ビニル（PVC）チ
ューブのような可撓性プラスチックチューブ26の切片を
含む。
流路を提供する。セット10はポリ塩化ビニル（PVC）チ
ューブのような可撓性プラスチックチューブ26の切片を
含む。
チューブ26はその根本端において容器24の出口ポート
30へスパイク（図示せず）を介して接続された滴下室28
へ接続される。ローラークランプ32のようなクランプ手
段がポンプ20と容器24の間の１点においてチューブ26上
に配置される。チューブ26はその先端においてカテーテ
ルまたは針（図示せず）のような静脈アクセス器具へセ
ット10を接続するための手段へ接続されている。
30へスパイク（図示せず）を介して接続された滴下室28
へ接続される。ローラークランプ32のようなクランプ手
段がポンプ20と容器24の間の１点においてチューブ26上
に配置される。チューブ26はその先端においてカテーテ
ルまたは針（図示せず）のような静脈アクセス器具へセ
ット10を接続するための手段へ接続されている。
ポンプ20はぜん動ポンプハードウエアをカバーするヒ
ンジ止めドア36を含んでいる。ポンプ20を準備するた
め、ドア36が開かれ、チューブ26は後で詳しく記載する
ぜん動ポンピング装置へ挿入され、ドア36が閉じられ、
そしてポンプ20が始動される。ポンプ20はまた、ドア36
の上辺および下辺（図示せず）に開口38を備え、ドア36
が閉じられる時そこを通ってチューブ26が延びる。第１
図に図示した具体例は二重駆動ぜん動ポンプを含んでい
るが、本発明は単一ぜん動ポンプにおいて任意の個数の
ポンプ駆動の使用を意図する。
ンジ止めドア36を含んでいる。ポンプ20を準備するた
め、ドア36が開かれ、チューブ26は後で詳しく記載する
ぜん動ポンピング装置へ挿入され、ドア36が閉じられ、
そしてポンプ20が始動される。ポンプ20はまた、ドア36
の上辺および下辺（図示せず）に開口38を備え、ドア36
が閉じられる時そこを通ってチューブ26が延びる。第１
図に図示した具体例は二重駆動ぜん動ポンプを含んでい
るが、本発明は単一ぜん動ポンプにおいて任意の個数の
ポンプ駆動の使用を意図する。
第２図を参照すると、ぜん動ポンピング装置の一般的
概略図が見られる。駆動モータ42は駆動シャフト46を介
して複数のカム44aないし44hへ接続される。各カム44は
隣接するカムから角度的にずらされている。複数の角度
的にずらされたカム44aないし44hは駆動シャフト46と共
に回転を可能にするハウジング48内に軸支される。
概略図が見られる。駆動モータ42は駆動シャフト46を介
して複数のカム44aないし44hへ接続される。各カム44は
隣接するカムから角度的にずらされている。複数の角度
的にずらされたカム44aないし44hは駆動シャフト46と共
に回転を可能にするハウジング48内に軸支される。
複数の往復動圧フィンガー50aないしｈが設けられ、
その個数はカム44の個数に対応する。各圧力フィンガー
50はカム従動子として作用することにより対応するカム
44と協力し、圧力フィンガー50を往復駆動する。駆動シ
ャフト46の回転運動はこのため複数の往復動圧フィンガ
ー50a〜ｈの線状波形運動に変換される。
その個数はカム44の個数に対応する。各圧力フィンガー
50はカム従動子として作用することにより対応するカム
44と協力し、圧力フィンガー50を往復駆動する。駆動シ
ャフト46の回転運動はこのため複数の往復動圧フィンガ
ー50a〜ｈの線状波形運動に変換される。
圧力フィンガー50a〜ｈに並列して設置された圧力プ
レート51が設けられ、カム軸に対して平行に延びてい
る。チューブ26は圧力フィンガー50と圧力プレート51の
間に収容される。流体推進はカム44a〜ｈの角度配向に
よって与えられた線状波形運動において圧力フィンガー
50a〜ｈがチューブ26を絞ることによって実行される。
レート51が設けられ、カム軸に対して平行に延びてい
る。チューブ26は圧力フィンガー50と圧力プレート51の
間に収容される。流体推進はカム44a〜ｈの角度配向に
よって与えられた線状波形運動において圧力フィンガー
50a〜ｈがチューブ26を絞ることによって実行される。
今や第３図を参照すると、本発明の原理に従った好ま
しい具体例の概略図が見られる。以前に見たように、ハ
ウジング48中にポンピング機構が設けられる。ポンピン
グ機構は駆動シャフト46を介して駆動モータ42によって
駆動される。駆動モータ42は好ましくは１回転あたり20
0ステップと四つのステップサイクルを持つことができ
るステッパモータである。ステッパモータ42はステッパ
モータ42を駆動する４種の信号A,B,，を発生する駆
動手段60によって駆動される。駆動手段60とステッパモ
ータ42の間にはステッパモータ42のパワー消費をモニタ
ーするパワーモニター手段62がインターフェースする。
しい具体例の概略図が見られる。以前に見たように、ハ
ウジング48中にポンピング機構が設けられる。ポンピン
グ機構は駆動シャフト46を介して駆動モータ42によって
駆動される。駆動モータ42は好ましくは１回転あたり20
0ステップと四つのステップサイクルを持つことができ
るステッパモータである。ステッパモータ42はステッパ
モータ42を駆動する４種の信号A,B,，を発生する駆
動手段60によって駆動される。駆動手段60とステッパモ
ータ42の間にはステッパモータ42のパワー消費をモニタ
ーするパワーモニター手段62がインターフェースする。
駆動手段60は中央処理装置（CPU）64からの入力でセ
ットされる。中央処理装置64はまたステップクロック66
へも出力し、該クロックの出力は駆動手段60へ入力され
る。ステップクロック66は、後で詳しく議論するように
駆動手段60によって利用されるステップクロック信号SF
を発生するための手段を提供する。
ットされる。中央処理装置64はまたステップクロック66
へも出力し、該クロックの出力は駆動手段60へ入力され
る。ステップクロック66は、後で詳しく議論するように
駆動手段60によって利用されるステップクロック信号SF
を発生するための手段を提供する。
パワーを保存するため駆動信号を変調する変調手段68
も設けられる。変調手段68はデータバス69上の中央処理
装置64によってセットされる。種々の注入パラメータが
ユーザーによってエントリキーボード70により中央処理
装置64中へ入力され、好ましくは注入速度のような情報
をディスプレーするためディスプレー72が設けられる。
も設けられる。変調手段68はデータバス69上の中央処理
装置64によってセットされる。種々の注入パラメータが
ユーザーによってエントリキーボード70により中央処理
装置64中へ入力され、好ましくは注入速度のような情報
をディスプレーするためディスプレー72が設けられる。
第４図を参照すると、モータ位相駆動手段の好ましい
具体例が見られる。タイプ74HC74のような集積チップに
具体化することができる一対のエッジトリガーフリップ
フロップデイバイダーU22A,U22Bが設けられる。第１の
デイバイダーU22Aはクロック入力CLとしてタイミング手
段のステップクロックSF出力を有する。第１のデイバイ
ダーU22Aの反転された出力は該デイバイダーU22Aのデ
ータ入力Ｄとそして第２のデイバイダーU22Bのクロック
入力CLの両方へ接続される。
具体例が見られる。タイプ74HC74のような集積チップに
具体化することができる一対のエッジトリガーフリップ
フロップデイバイダーU22A,U22Bが設けられる。第１の
デイバイダーU22Aはクロック入力CLとしてタイミング手
段のステップクロックSF出力を有する。第１のデイバイ
ダーU22Aの反転された出力は該デイバイダーU22Aのデ
ータ入力Ｄとそして第２のデイバイダーU22Bのクロック
入力CLの両方へ接続される。
第２のデイバイダーU22Bの反転出力は該デイバイダ
ーU22Bのデータ入力Ｄへ入力される。両方のデイバイダ
ーU22A,U22BのプリセットＳおよびクリヤＲ入力はパワ
ー源Ｖ＋へ接続される。第１のデイバイダーU22Aの非反
転出力ＱはタイプHCT 139 ICのようなマルチプレキサー
集積チップU23Aへ第１のセレクト入力Ａを経由して接続
される。第２のセレクトデイバイダーU22Bの非反転出力
ＱもマルチプレキサーU23Aへ第２のセレクト入力Ｂを介
して入力される。ウオッチドッグ信号WDは、ウオッチド
ッグ信号WDが高状態になった時モータおよび変調システ
ムを安全にディスエーブルするようにマルチプレキサー
U23Aのゲートエネーブル入力G1へ入力される。
ーU22Bのデータ入力Ｄへ入力される。両方のデイバイダ
ーU22A,U22BのプリセットＳおよびクリヤＲ入力はパワ
ー源Ｖ＋へ接続される。第１のデイバイダーU22Aの非反
転出力ＱはタイプHCT 139 ICのようなマルチプレキサー
集積チップU23Aへ第１のセレクト入力Ａを経由して接続
される。第２のセレクトデイバイダーU22Bの非反転出力
ＱもマルチプレキサーU23Aへ第２のセレクト入力Ｂを介
して入力される。ウオッチドッグ信号WDは、ウオッチド
ッグ信号WDが高状態になった時モータおよび変調システ
ムを安全にディスエーブルするようにマルチプレキサー
U23Aのゲートエネーブル入力G1へ入力される。
マルチプレキサー出入OA1,OA2,OA3,OA4は信号発生手
段へ接続される。詳しくは、好ましい具体例において
は、マルチプレキサー出力OA1は第１のNANDゲートU24A,
第２のNANDゲートU24B,および第１のNORゲートU25Aへ入
力される。マルチプレキサー出力OA2は第２のNANDゲー
トU24B,第３のNANDゲートU24Cおよび第２のNORゲートU2
5Bへ入力される。マルチプレキサー出力OA3は第３のNAN
DゲートU24C,第４のNANDゲートU24Dおよび第３のNORゲ
ートU25Cへ入力される。マルチプレキサー出力OA4は第
１のNANDゲートU24Aおよび第４のNANDゲートU24Dと、そ
れに第４のNORゲートU25Dとに入力される。
段へ接続される。詳しくは、好ましい具体例において
は、マルチプレキサー出力OA1は第１のNANDゲートU24A,
第２のNANDゲートU24B,および第１のNORゲートU25Aへ入
力される。マルチプレキサー出力OA2は第２のNANDゲー
トU24B,第３のNANDゲートU24Cおよび第２のNORゲートU2
5Bへ入力される。マルチプレキサー出力OA3は第３のNAN
DゲートU24C,第４のNANDゲートU24Dおよび第３のNORゲ
ートU25Cへ入力される。マルチプレキサー出力OA4は第
１のNANDゲートU24Aおよび第４のNANDゲートU24Dと、そ
れに第４のNORゲートU25Dとに入力される。
第１のNANDゲートU24Aの出力は第１のANDゲートU26A
へ入力される。第２のNANDゲートU24Bの出力は第２のAN
DゲートU26Bへ入力される。第３のNANDゲートU24Cの出
力は第３のANDゲートU26Cへ入力される。第４のNANDゲ
ートU24Dの出力は第４のANDゲートU26Dへ入力される。
へ入力される。第２のNANDゲートU24Bの出力は第２のAN
DゲートU26Bへ入力される。第３のNANDゲートU24Cの出
力は第３のANDゲートU26Cへ入力される。第４のNANDゲ
ートU24Dの出力は第４のANDゲートU26Dへ入力される。
制御信号CSは、第1,第2,第３および第４のNORゲートU
25A,U25B,U25CおよびU25Dと、そして第1,第2,第３およ
び第４のANDゲートU26A,U26B,U26CおよびU26Dへ入力さ
れる。制御信号はユーザー制御入力M1およびM2によって
発生される。入力M1,M2は第５のANDゲートU32Aへ入力さ
れ、また入力M2はインバーターU12Dによって反転され、
第６のANDゲートU32Bへも入力される。ANDゲートU32A,U
32Bの出力は第５のNORゲートU33Aへ入力され、後者の出
力が制御信号CSを構成する。このため、M1およびM2が高
にセットされる時、制御信号CSは低であり、M1が低でM2
が高の時、制御信号CSは高であり、M1が高でM2が低の
時、制御信号CSはステップクロックSFの逆関数として交
番する。
25A,U25B,U25CおよびU25Dと、そして第1,第2,第３およ
び第４のANDゲートU26A,U26B,U26CおよびU26Dへ入力さ
れる。制御信号はユーザー制御入力M1およびM2によって
発生される。入力M1,M2は第５のANDゲートU32Aへ入力さ
れ、また入力M2はインバーターU12Dによって反転され、
第６のANDゲートU32Bへも入力される。ANDゲートU32A,U
32Bの出力は第５のNORゲートU33Aへ入力され、後者の出
力が制御信号CSを構成する。このため、M1およびM2が高
にセットされる時、制御信号CSは低であり、M1が低でM2
が高の時、制御信号CSは高であり、M1が高でM2が低の
時、制御信号CSはステップクロックSFの逆関数として交
番する。
第１のNORゲートU25Aおよび第１のANDゲートU26Aの出
力は第１のORゲートU27Aへ入力される。第２のNORゲー
トU25Bおよび第２のANDゲートU26Bの出力は第２のORゲ
ートU27Bへ入力される。第３のNORゲートU25Cおよび第
３のANDゲートU26Cの出力は第３のORゲートU27Cへ入力
される。第４のNORゲートU25Dおよび第４のANDゲートU2
6Dの出力は第４のORゲートU27Dへ入力される。
力は第１のORゲートU27Aへ入力される。第２のNORゲー
トU25Bおよび第２のANDゲートU26Bの出力は第２のORゲ
ートU27Bへ入力される。第３のNORゲートU25Cおよび第
３のANDゲートU26Cの出力は第３のORゲートU27Cへ入力
される。第４のNORゲートU25Dおよび第４のANDゲートU2
6Dの出力は第４のORゲートU27Dへ入力される。
第１のORゲートU27Aの出力は第７のANDゲートU28Aへ
入力される。第２のORゲートU27Bの出力は第８のANDゲ
ートU28Bへ入力される。第３のORゲートU27Cの出力は第
９のANDゲートU28Cへ入力される。第４のORゲートU27D
の出力は第10のANDゲートU28Dへ入力される。
入力される。第２のORゲートU27Bの出力は第８のANDゲ
ートU28Bへ入力される。第３のORゲートU27Cの出力は第
９のANDゲートU28Cへ入力される。第４のORゲートU27D
の出力は第10のANDゲートU28Dへ入力される。
第7,第8,第９および第10のANDゲートU28A,U28B,U28C
およびU28Dは入力として制御／デイスエーブル信号CMを
有する。第7,第8,第９および第10のANDゲートU28A,U28
B,U28CおよびU28Dの出力はそれぞれ駆動信号A,B,，
である。制御／デイスエーブル信号は入力としてウオッ
チドッグ信号WDおよび第１の変調信号M3を有するNORゲ
ートU34Aによって発生される。ウオッチドッグWDがその
平常の低状態にある時、制御／デイスエーブル信号CMは
変調信号M3の逆関数であり、また高状態のウオッチドッ
グ信号WDは低状態制御／デイスエーブル信号CMをもたら
す。このように、高状態ウオッチドッグ信号WDの場合に
おいては、第7,第8,第９および第10のANDゲートU28A,U2
8B,U28CおよびU28Dはデイスエーブル化ネットワークDN
として作用する。
およびU28Dは入力として制御／デイスエーブル信号CMを
有する。第7,第8,第９および第10のANDゲートU28A,U28
B,U28CおよびU28Dの出力はそれぞれ駆動信号A,B,，
である。制御／デイスエーブル信号は入力としてウオッ
チドッグ信号WDおよび第１の変調信号M3を有するNORゲ
ートU34Aによって発生される。ウオッチドッグWDがその
平常の低状態にある時、制御／デイスエーブル信号CMは
変調信号M3の逆関数であり、また高状態のウオッチドッ
グ信号WDは低状態制御／デイスエーブル信号CMをもたら
す。このように、高状態ウオッチドッグ信号WDの場合に
おいては、第7,第8,第９および第10のANDゲートU28A,U2
8B,U28CおよびU28Dはデイスエーブル化ネットワークDN
として作用する。
最後に、位相選択手段のための位相選択回路が設けら
れる。好ましい具体例においては、位相選択回路手段
は、やはりタイプ74HC74でよい第３のデイバインダー集
積チップU29Bを含んでいる。デイバイダーU29Bのデータ
入力Ｄおよびプリセット入力Ｓは電源Ｖ＋へ接続され
る。クロック入力CLはジャンパーJ1を介してあらかじめ
定めた位相ラインへ接続される。非反転出力Ｑは高転換
信号SDであり、これはマイクロプロセッサーはこのポン
プチャンネル上のエンコーダーホイールを読むべきこと
を知らせるためマイクロプロセッサーへ入力される。そ
のようなエンコーダホイールの一例は本発明と同時に出
願され、そしてその開示をここに取入れる「ぜん動ポン
プモニタリング装置および方法」と題する米国特許出願
第463,716号に開示されている。反転出力は低転換信
号SIであり、これは複数のポンプチャンネルのどれか一
つ上のエンコーダーホイールの手入れのためマイクロプ
ロセッサーを中断するためにマイクロプロセッサーへ入
力される。手入れ後、マイクロプロセッサーはクリヤ入
力Ｒへ入力されたリセットパルスによってデイバイダー
U29Bをリセットする。
れる。好ましい具体例においては、位相選択回路手段
は、やはりタイプ74HC74でよい第３のデイバインダー集
積チップU29Bを含んでいる。デイバイダーU29Bのデータ
入力Ｄおよびプリセット入力Ｓは電源Ｖ＋へ接続され
る。クロック入力CLはジャンパーJ1を介してあらかじめ
定めた位相ラインへ接続される。非反転出力Ｑは高転換
信号SDであり、これはマイクロプロセッサーはこのポン
プチャンネル上のエンコーダーホイールを読むべきこと
を知らせるためマイクロプロセッサーへ入力される。そ
のようなエンコーダホイールの一例は本発明と同時に出
願され、そしてその開示をここに取入れる「ぜん動ポン
プモニタリング装置および方法」と題する米国特許出願
第463,716号に開示されている。反転出力は低転換信
号SIであり、これは複数のポンプチャンネルのどれか一
つ上のエンコーダーホイールの手入れのためマイクロプ
ロセッサーを中断するためにマイクロプロセッサーへ入
力される。手入れ後、マイクロプロセッサーはクリヤ入
力Ｒへ入力されたリセットパルスによってデイバイダー
U29Bをリセットする。
代替構造として、ジャンパーJ1を介する位相選択クロ
ック入力CLの検出はマイクロプロセッサー単独で行うこ
とができる。その場合は、ジャンパーJ1は信号OA1へ永
久に接続され、そしてマイクロプロセッサーはエンコー
ダーホイール回転光路が透明になった時の位相OA1と真
の位相の間の差に等しいステップの相殺数を選択するで
あろう。
ック入力CLの検出はマイクロプロセッサー単独で行うこ
とができる。その場合は、ジャンパーJ1は信号OA1へ永
久に接続され、そしてマイクロプロセッサーはエンコー
ダーホイール回転光路が透明になった時の位相OA1と真
の位相の間の差に等しいステップの相殺数を選択するで
あろう。
今や第４図と共に第８図を参照すると、モータ位相駆
動手段の作動が記載されるであろう。当初、ステップク
ロック信号SFが第8A図によって示されているように第１
のデイバイダーU22Aへ提供される。デイバイダーU22Aは
第8B図に見られるような分周したステップクロック信号
SFを出力する。この信号はデイバイダーU22Bによって再
び分周され、第8C図に見られるような出力を発生する。
動手段の作動が記載されるであろう。当初、ステップク
ロック信号SFが第8A図によって示されているように第１
のデイバイダーU22Aへ提供される。デイバイダーU22Aは
第8B図に見られるような分周したステップクロック信号
SFを出力する。この信号はデイバイダーU22Bによって再
び分周され、第8C図に見られるような出力を発生する。
デイバイダーU22AおよびU22Bからの分周された信号出
力はマルチプレキサーU23Aへ入力される。マルチプレキ
サーU23Aは第8D図に見られるような４種の信号OA1,OA2,
OA3,OA4を出力し、そのうちの一つが位相選択手段へ入
力される。
力はマルチプレキサーU23Aへ入力される。マルチプレキ
サーU23Aは第8D図に見られるような４種の信号OA1,OA2,
OA3,OA4を出力し、そのうちの一つが位相選択手段へ入
力される。
波形駆動もしくは一位相励起モードを提供するため、
入力信号M1およびM2はマイクロプロセッサーによって高
にセットされる。以前に見られたように、これはNORゲ
ートU33Aからの制御信号CSをコンスタントな低出力とす
る。加えて、ウオッチドッグ信号WDはこの説明に対して
は低であると仮定する。
入力信号M1およびM2はマイクロプロセッサーによって高
にセットされる。以前に見られたように、これはNORゲ
ートU33Aからの制御信号CSをコンスタントな低出力とす
る。加えて、ウオッチドッグ信号WDはこの説明に対して
は低であると仮定する。
ANDゲートU26A〜U26DおよびNORゲートU25A〜U25Dへ提
供された低制御信号CSのとき、ORゲートU27A〜U27Dへ供
給されるANDゲートU26A〜U26Dの出力も低である。それ
故マルチプレキサー出力OA1が高の時、NORゲートU25Aへ
高信号および低信号が提供され、これはORゲートU27Aへ
提供されるNORゲートU25Aからの出力を低にし、これはO
RゲートU27Aから低の出力をもたらし、それはデイスエ
ーブル化ネットワークDNによって送られ低Ａ出力をもた
らす。マルチプレキサー出力OA2が低のとき、低信号と
低信号がNORゲートU25Aへ提供され、これはORゲートU27
Aへ提供されるNORゲートU25Aから高出力をもたらし、OR
ゲートU27Aから高出力をもたらし、さらに高Ａ出力をも
たらす。
供された低制御信号CSのとき、ORゲートU27A〜U27Dへ供
給されるANDゲートU26A〜U26Dの出力も低である。それ
故マルチプレキサー出力OA1が高の時、NORゲートU25Aへ
高信号および低信号が提供され、これはORゲートU27Aへ
提供されるNORゲートU25Aからの出力を低にし、これはO
RゲートU27Aから低の出力をもたらし、それはデイスエ
ーブル化ネットワークDNによって送られ低Ａ出力をもた
らす。マルチプレキサー出力OA2が低のとき、低信号と
低信号がNORゲートU25Aへ提供され、これはORゲートU27
Aへ提供されるNORゲートU25Aから高出力をもたらし、OR
ゲートU27Aから高出力をもたらし、さらに高Ａ出力をも
たらす。
同様に、マルチプレキサー出力OA2が高のとき、低Ｂ
出力をもたらし、マルチプレキサー出力OA2が低のと
き、高Ｂ出力をもたらし、マルチプレキサー出力OA3が
高のとき、出力Ｃは低であり、マルチプレキサー出力O
A3が低のとき、出力Ｃは高であり、マルチプレキサー出
力OA4が高のとき、出力Ｄは低であり、そして出力OA4が
低のとき、出力Ｄは高である。波形駆動または一位相励
起モード出力は第8E図に見られる。
出力をもたらし、マルチプレキサー出力OA2が低のと
き、高Ｂ出力をもたらし、マルチプレキサー出力OA3が
高のとき、出力Ｃは低であり、マルチプレキサー出力O
A3が低のとき、出力Ｃは高であり、マルチプレキサー出
力OA4が高のとき、出力Ｄは低であり、そして出力OA4が
低のとき、出力Ｄは高である。波形駆動または一位相励
起モード出力は第8E図に見られる。
入力M1が低にセットされ、入力M2が高にセットされる
時、全ステップ駆動または二相励起モードが提供され
る。前に見られたように、これはNORゲートU33Aからの
制御信号高出力をもたらす。これはまたNORゲートU25A
〜U25Dから低信号をもたらす。このようにANDゲートU26
A〜U26DおよびORゲートU27A〜U27Dの両方はNANDゲートU
24A〜U24Dの出力をパスするように作用する。
時、全ステップ駆動または二相励起モードが提供され
る。前に見られたように、これはNORゲートU33Aからの
制御信号高出力をもたらす。これはまたNORゲートU25A
〜U25Dから低信号をもたらす。このようにANDゲートU26
A〜U26DおよびORゲートU27A〜U27Dの両方はNANDゲートU
24A〜U24Dの出力をパスするように作用する。
このため、NANDゲートU27Aにおいて、マルチプレキサ
ー出力OA1またはOA4のどちらかの低出力は高Ａ出力をも
たらし、マルチプレキサー出力OA1およびOA4の両方から
の高出力は低Ａ出力をもたらす。同様にマルチプレキサ
ー出力OA1またはOA2からの低出力は高Ｂ出力をもたら
し、高いOA1またはOA2出力は低Ｂ出力をもたらし、低い
OA2またはOA3出力は高Ａ出力をもたらし、高いOA2また
はOA3出力は低Ａ出力をもたらし、低いOA3またはOA4出
力は高Ｂ出力をもたらし、高いOA3またはOA4出力は低Ｂ
出力をもたらす。全ステップ駆動または二位相出励起モ
ード出力は第8F図に見られる。
ー出力OA1またはOA4のどちらかの低出力は高Ａ出力をも
たらし、マルチプレキサー出力OA1およびOA4の両方から
の高出力は低Ａ出力をもたらす。同様にマルチプレキサ
ー出力OA1またはOA2からの低出力は高Ｂ出力をもたら
し、高いOA1またはOA2出力は低Ｂ出力をもたらし、低い
OA2またはOA3出力は高Ａ出力をもたらし、高いOA2また
はOA3出力は低Ａ出力をもたらし、低いOA3またはOA4出
力は高Ｂ出力をもたらし、高いOA3またはOA4出力は低Ｂ
出力をもたらす。全ステップ駆動または二位相出励起モ
ード出力は第8F図に見られる。
入力M1が高にセットされ、入力M2が低にセットされる
時に、半ステップ駆動もしくは一二相励起モードが提供
される。以前に見られたように、これはNORゲートU33A
からの制御信号CSをステップクロック出力SFの反転にも
たらす。
時に、半ステップ駆動もしくは一二相励起モードが提供
される。以前に見られたように、これはNORゲートU33A
からの制御信号CSをステップクロック出力SFの反転にも
たらす。
このため半ステップ駆動モードにおいては、OA1が低
であり、OA2〜OA4が高のとき、NANDゲートU24AはANDゲ
ートU26Aへ高信号を出力し、NANDゲートU24BはANDゲー
トU26Bへ高信号を出力し、NANDゲートU24CはANDゲートU
26Cへ低信号を出力し、そしてNANDゲートU24DはANDゲー
トU26Dへ低信号を出力する。ANDゲートU26AおよびU26B
は反転したステップクロック信号または制御信号CSをOR
ゲートU27AおよびU27Bへパスするように作用し、他方AN
DゲートU26CおよびU26Dは低信号をORゲートU27CおよびU
27Dへ供給する。NORゲートU25Aへ供給された低信号OA1
は制御信号CSを反転するように作用し、もとの位相のス
テップクロック信号SFがORゲートU27Aへ供給されること
をもたらし、NORゲートU25B〜U25Dへ供給される信号
OA2,OA3およびOA4はORゲートU27B〜U27Dへ供給される低
信号をもたらす。
であり、OA2〜OA4が高のとき、NANDゲートU24AはANDゲ
ートU26Aへ高信号を出力し、NANDゲートU24BはANDゲー
トU26Bへ高信号を出力し、NANDゲートU24CはANDゲートU
26Cへ低信号を出力し、そしてNANDゲートU24DはANDゲー
トU26Dへ低信号を出力する。ANDゲートU26AおよびU26B
は反転したステップクロック信号または制御信号CSをOR
ゲートU27AおよびU27Bへパスするように作用し、他方AN
DゲートU26CおよびU26Dは低信号をORゲートU27CおよびU
27Dへ供給する。NORゲートU25Aへ供給された低信号OA1
は制御信号CSを反転するように作用し、もとの位相のス
テップクロック信号SFがORゲートU27Aへ供給されること
をもたらし、NORゲートU25B〜U25Dへ供給される信号
OA2,OA3およびOA4はORゲートU27B〜U27Dへ供給される低
信号をもたらす。
ORゲートU27AへはNORゲートU25Aを経てステップクロ
ック信号SFと、ANDゲートU26Aを経て制御信号CSの両方
が入力され、高Ａ信号をもたらす。同様に、出力信号Ｂ
はNORゲートU25Bからの低信号およびANDゲートU26Bから
の反転したステップクロック信号を供給されるORゲート
U27Bの出力からもたらされる。信号およびはORゲー
トU27CおよびU27Dへ供給される低信号の結果低である。
ック信号SFと、ANDゲートU26Aを経て制御信号CSの両方
が入力され、高Ａ信号をもたらす。同様に、出力信号Ｂ
はNORゲートU25Bからの低信号およびANDゲートU26Bから
の反転したステップクロック信号を供給されるORゲート
U27Bの出力からもたらされる。信号およびはORゲー
トU27CおよびU27Dへ供給される低信号の結果低である。
OA1が高になり、OA2が低になり、OA3およびOA4が高で
ある時、NANDゲートU24AおよびU24DはANDゲートU26Aお
よびU26Dへ低信号を供給し、それらはORゲートU27Aおよ
びU27Dへ送られる。NANDゲートU24BおよびU24CはANDゲ
ートU26BおよびU26Cへ高信号を出力し、それらはその時
反転したステップクロックもしくは制御信号CSをORゲー
トU27BおよびU27Cへパスするように作用する。NORゲー
トU25Bへ供給された低信号OA2は制御信号CSを反転させ
るように作用し、もとの位相のステップクロック信号を
もたらし、他方NORゲートU25A,U25C,U25Dへ供給された
高信号はORゲートU27A,U27CおよびU27Dへ供給される低
信号をもたらす。
ある時、NANDゲートU24AおよびU24DはANDゲートU26Aお
よびU26Dへ低信号を供給し、それらはORゲートU27Aおよ
びU27Dへ送られる。NANDゲートU24BおよびU24CはANDゲ
ートU26BおよびU26Cへ高信号を出力し、それらはその時
反転したステップクロックもしくは制御信号CSをORゲー
トU27BおよびU27Cへパスするように作用する。NORゲー
トU25Bへ供給された低信号OA2は制御信号CSを反転させ
るように作用し、もとの位相のステップクロック信号を
もたらし、他方NORゲートU25A,U25C,U25Dへ供給された
高信号はORゲートU27A,U27CおよびU27Dへ供給される低
信号をもたらす。
このようにORゲートU27AおよびU27Dは二つの低信号を
受取り、出力およびを低にもたらす。ORゲートU27B
はNORゲートU25Bを介してステップクロック信号SFと、
そしてANDゲートU26Bを介して制御信号CSの両方を入力
され、高Ｂ出力をもたらし、他方出力信号Ａは低信号と
ANDゲートU26Bからの反転したステップクロックもしく
は制御信号CSを入力されるORゲートU27Cの出力からもた
らされる。
受取り、出力およびを低にもたらす。ORゲートU27B
はNORゲートU25Bを介してステップクロック信号SFと、
そしてANDゲートU26Bを介して制御信号CSの両方を入力
され、高Ｂ出力をもたらし、他方出力信号Ａは低信号と
ANDゲートU26Bからの反転したステップクロックもしく
は制御信号CSを入力されるORゲートU27Cの出力からもた
らされる。
この同じパターンは残りの位相出力についても繰返さ
れ、発生する半ステップ駆動信号出力は第8G図に見られ
る。
れ、発生する半ステップ駆動信号出力は第8G図に見られ
る。
今や第５図を参照すると、第１の変調信号および複合
変調信号発生のための回路手段の好ましい具体例が見ら
れる。タイプ74HC74のような集積チップに具体化するこ
とができるエッジトリガフリップフロップデイバイダー
U29Aと、タイプ74HC191のような集積チップに具体化で
きる同期２進カウンターU38が設けられる。
変調信号発生のための回路手段の好ましい具体例が見ら
れる。タイプ74HC74のような集積チップに具体化するこ
とができるエッジトリガフリップフロップデイバイダー
U29Aと、タイプ74HC191のような集積チップに具体化で
きる同期２進カウンターU38が設けられる。
ステップクロックSFはデイバイダーU29Aクロック入力
CLへの入力として設けられる。マイクロプロセッサーか
ら発生するエネーブルパルスオン／オフ信号POFは変調
を可能化または不能化する目的でデイバイダーU29Aのデ
ータ入力へ入力される。デイバイダーU29Aの非反転出力
Ｑはエネーブル入力Ｇへ入力され、デイバイダーU29Aの
反転出力はカウンターU38のロード入力Ｌへ入力され
る。
CLへの入力として設けられる。マイクロプロセッサーか
ら発生するエネーブルパルスオン／オフ信号POFは変調
を可能化または不能化する目的でデイバイダーU29Aのデ
ータ入力へ入力される。デイバイダーU29Aの非反転出力
Ｑはエネーブル入力Ｇへ入力され、デイバイダーU29Aの
反転出力はカウンターU38のロード入力Ｌへ入力され
る。
二次クロック信号ＴはカウンターU38のクロック入力C
Lへ入力される。カウンター出力QDはインバーターU17F
によって反転され、反転されたその出力はデイバイダー
U29Aのプリセット入力Ｓへ入力される。デイバイダーU2
9Aのリセット入力Ｒは電源Ｖ＋へ接続され、カウンター
U38のアップ／ダウン選択ピン５はアップカウンティン
グを選択するように接地される。カウンターはカウンタ
ー選択入力DA〜DDを介してセットされる。第１の変調信
号M3AであるデイバイダーU29Aの非反転出力ＱはANDゲー
トU50へ入力される。第２の変調信号M4もANDゲートU50
へ入力される。ANDゲートU50の出力は複合変調信号M3で
あり、これは以前記載したようにモータ駆動手段へ入力
され、そして記載した両方の変調手段の複合である。
Lへ入力される。カウンター出力QDはインバーターU17F
によって反転され、反転されたその出力はデイバイダー
U29Aのプリセット入力Ｓへ入力される。デイバイダーU2
9Aのリセット入力Ｒは電源Ｖ＋へ接続され、カウンター
U38のアップ／ダウン選択ピン５はアップカウンティン
グを選択するように接地される。カウンターはカウンタ
ー選択入力DA〜DDを介してセットされる。第１の変調信
号M3AであるデイバイダーU29Aの非反転出力ＱはANDゲー
トU50へ入力される。第２の変調信号M4もANDゲートU50
へ入力される。ANDゲートU50の出力は複合変調信号M3で
あり、これは以前記載したようにモータ駆動手段へ入力
され、そして記載した両方の変調手段の複合である。
作動において、エネーブルパルスオン／オフ信号POF
はもし低であればデイバイダーU29Aを可能化し、もし高
であればデイバイダーU29Aを不能化する。もし不能化さ
れれば、ステップクロックSFが高になった時、非反転出
力Ｑは低になり、ANDゲートU50へ低信号を供給し、他方
反転出力は高になる。これはカウンターU38による、
入力DA,DBおよびDCによってセットされたプリセット数
０〜７から８への二次クロック入力Ｔのカウンティング
を開始させる。８に達した時、カウンター出力QDは低に
なり、該信号はインバーターU17Fによって高へ反転さ
れ、デイバイダーU29Aのセット入力へ入力される。これ
は非反転出力Ｑを高にし、ANDゲートU50へ高信号を供給
する。デイバイダーU29Aの非反転出力は第１の変調信号
M3Aであり、このため第8H図に見られるような反転パル
ス信号である。もし第２の変調信号M4も高であれば、高
複合変調信号M3が駆動パルス手段へ供給され、それはNO
RゲートU34Aへ入力される時出力A,B,，に載頭パル
スをもたらす。この作動は次のステップパルスが発生す
るときそれ自体で反復する。第１の変調手段はモータを
次のステップ位置に整合させるのに十分なパワーとトル
クを提供する。
はもし低であればデイバイダーU29Aを可能化し、もし高
であればデイバイダーU29Aを不能化する。もし不能化さ
れれば、ステップクロックSFが高になった時、非反転出
力Ｑは低になり、ANDゲートU50へ低信号を供給し、他方
反転出力は高になる。これはカウンターU38による、
入力DA,DBおよびDCによってセットされたプリセット数
０〜７から８への二次クロック入力Ｔのカウンティング
を開始させる。８に達した時、カウンター出力QDは低に
なり、該信号はインバーターU17Fによって高へ反転さ
れ、デイバイダーU29Aのセット入力へ入力される。これ
は非反転出力Ｑを高にし、ANDゲートU50へ高信号を供給
する。デイバイダーU29Aの非反転出力は第１の変調信号
M3Aであり、このため第8H図に見られるような反転パル
ス信号である。もし第２の変調信号M4も高であれば、高
複合変調信号M3が駆動パルス手段へ供給され、それはNO
RゲートU34Aへ入力される時出力A,B,，に載頭パル
スをもたらす。この作動は次のステップパルスが発生す
るときそれ自体で反復する。第１の変調手段はモータを
次のステップ位置に整合させるのに十分なパワーとトル
クを提供する。
今や第６図を参照すると、ステップクロック信号およ
び第２の変調回路手段M4を発生するための回路手段の好
ましい具体例が見られる。
び第２の変調回路手段M4を発生するための回路手段の好
ましい具体例が見られる。
タイプHCT139のような集積チップに具体化することが
できるマルチプレキサーU23Bが設けられる。マルチプレ
キサーU23Bは入力A,Bとしてユーザー発生制御信号S1お
よびS2を有する。ウオッチドッグ信号WDは第３のマルチ
プレキサーU23B可能化入力Ｇとして設けられる。ウオッ
チドッグ信号WDが高のとき、変調システムは安全に不能
化される。
できるマルチプレキサーU23Bが設けられる。マルチプレ
キサーU23Bは入力A,Bとしてユーザー発生制御信号S1お
よびS2を有する。ウオッチドッグ信号WDは第３のマルチ
プレキサーU23B可能化入力Ｇとして設けられる。ウオッ
チドッグ信号WDが高のとき、変調システムは安全に不能
化される。
マルチプレキサー出力OB1は第１のNORゲートU30Aへ入
力され、マルチプレキサー出力OB2は第２のNORゲートU3
0Bへ入力され、マルチプレキサー出力OB3は第３のNORゲ
ートU30Cへ入力される。三つの外部クロック信号T1,T2,
T3は装置の作動の非常に広いステップ周波数範囲をセッ
トするために提供される。クロック信号T1はNORゲートU
30Aへ入力され、クロック信号T2はNORゲートU30Bへ入力
され、クロック信号T3はNORゲートU30Cへ入力される。
力され、マルチプレキサー出力OB2は第２のNORゲートU3
0Bへ入力され、マルチプレキサー出力OB3は第３のNORゲ
ートU30Cへ入力される。三つの外部クロック信号T1,T2,
T3は装置の作動の非常に広いステップ周波数範囲をセッ
トするために提供される。クロック信号T1はNORゲートU
30Aへ入力され、クロック信号T2はNORゲートU30Bへ入力
され、クロック信号T3はNORゲートU30Cへ入力される。
NORゲートU30BおよびU30Cの出力はORゲートU31Bへ入
力される。ORゲートU31Bの出力はNORゲートU30Aの出力
と共に第２のORゲートU31Aへ入力される。ORゲートU31A
の出力はカウンター手段へ入力される。
力される。ORゲートU31Bの出力はNORゲートU30Aの出力
と共に第２のORゲートU31Aへ入力される。ORゲートU31A
の出力はカウンター手段へ入力される。
好ましい具体例においては、３個のカウンターを有す
るプログマラブルタイマーモジュールPTM,タイプ82C54
がカウンター手段として用いられる。一つのカウンター
はステップクロック信号SFの発生のために使用され、一
つのカウンターは第２の変調手段のために使用され、そ
して最後のカウンターは例えばこの分野で既知の閉塞検
出のために使用される。
るプログマラブルタイマーモジュールPTM,タイプ82C54
がカウンター手段として用いられる。一つのカウンター
はステップクロック信号SFの発生のために使用され、一
つのカウンターは第２の変調手段のために使用され、そ
して最後のカウンターは例えばこの分野で既知の閉塞検
出のために使用される。
そのような状態でORゲートU31A出力はPTCクロック入
力2 C2へ入力される。ウオッチドッグ信号WDが低状態に
ある時、入力信号S1およびS2はマルチプレキサーU23Bと
共に入力C2においてカウンターPTMへ入力すべき外部ク
ロック入力から所望の周波数を選択する。カウンターPT
Mはこの分野で既知のようにPTMデータ入力D0〜D7におい
てマイクロプロセッサー64からデータバス80を経由して
提供される入力によってセットされる。好ましい具体例
においては、カリフォルニア州サンタクララ、サントー
マスエキスプレスウエイ2840−100、マトラハリス、セ
ミコンダクター、コーポレーションから入手し得るタイ
プ80C32マイクロプロセッサーがマイクロプロセッサー6
4として使用される。クロック入力C2はこのためカウン
ターPTM中においてあらかじめ定めた数によって割算さ
れ、マイクロプロセッサーによってロードされ、そして
ステップクロックSFとしてカウンターPTM第２出力D2に
おいて出力される。
力2 C2へ入力される。ウオッチドッグ信号WDが低状態に
ある時、入力信号S1およびS2はマルチプレキサーU23Bと
共に入力C2においてカウンターPTMへ入力すべき外部ク
ロック入力から所望の周波数を選択する。カウンターPT
Mはこの分野で既知のようにPTMデータ入力D0〜D7におい
てマイクロプロセッサー64からデータバス80を経由して
提供される入力によってセットされる。好ましい具体例
においては、カリフォルニア州サンタクララ、サントー
マスエキスプレスウエイ2840−100、マトラハリス、セ
ミコンダクター、コーポレーションから入手し得るタイ
プ80C32マイクロプロセッサーがマイクロプロセッサー6
4として使用される。クロック入力C2はこのためカウン
ターPTM中においてあらかじめ定めた数によって割算さ
れ、マイクロプロセッサーによってロードされ、そして
ステップクロックSFとしてカウンターPTM第２出力D2に
おいて出力される。
ステップクロック出力は同期化手段へ入力される。好
ましい具体例においては、その手段はデイバイダー集積
回路4013を含んでいる。ステップクロックはデイバイダ
ー4013のクロック入力CLへ入力される。デイバイダー40
13の反転出力はデータ入力Ｄへ供給され、クリヤ入力
Ｒは接地される。プリセット入力Ｓは同期クロック信号
TSへ接続され、これはカウンターPTM第１クロック入力C
1へも入力される。デイバイダー非反転出力Ｑはカウン
ターPTM第１ゲート入力G1へ入力される。
ましい具体例においては、その手段はデイバイダー集積
回路4013を含んでいる。ステップクロックはデイバイダ
ー4013のクロック入力CLへ入力される。デイバイダー40
13の反転出力はデータ入力Ｄへ供給され、クリヤ入力
Ｒは接地される。プリセット入力Ｓは同期クロック信号
TSへ接続され、これはカウンターPTM第１クロック入力C
1へも入力される。デイバイダー非反転出力Ｑはカウン
ターPTM第１ゲート入力G1へ入力される。
作動において、ステップクロックSFが高になる時、同
期クロック信号TSの１サイクルがもっと高い周波数にお
いてデイバイダー4013によってカウンター１のゲート入
力G1へパスされる。
期クロック信号TSの１サイクルがもっと高い周波数にお
いてデイバイダー4013によってカウンター１のゲート入
力G1へパスされる。
非常に狭い負のパルスとして出現するこのパルス入力
は、マイクロプロセッサーが選択したカウントにおいて
カウンターPTM第１クロック入力ラインC1のカウントを
開始する。あらかじめプログラムしたカウントが終了す
る時、カウンターPTM第１出力O1はNORゲートU33Bにおい
て矩形波を発生するようにあらかじめ定めたように選択
される。NORゲートU33B出力における反転矩形波は第２
の変調信号M4である。第２の変調信号M4の目的は、モー
タがその現在のステップした状態を保持するようにトル
クを提供し、減衰されない振動が発生するのを防止する
ためである。
は、マイクロプロセッサーが選択したカウントにおいて
カウンターPTM第１クロック入力ラインC1のカウントを
開始する。あらかじめプログラムしたカウントが終了す
る時、カウンターPTM第１出力O1はNORゲートU33Bにおい
て矩形波を発生するようにあらかじめ定めたように選択
される。NORゲートU33B出力における反転矩形波は第２
の変調信号M4である。第２の変調信号M4の目的は、モー
タがその現在のステップした状態を保持するようにトル
クを提供し、減衰されない振動が発生するのを防止する
ためである。
第２の変調信号M4は第8H図に見られる。同期信号は、
ステップ周波数および第２の変調信号の両方が位相にあ
り、そしてステップ周波数SFおよび第２の同調信号M4が
４つのモータ位相のどれにおいてもパワーインバランス
を発生しないことを確実にする。これはモータ可聴ノイ
ズを減らすのに重要である。
ステップ周波数および第２の変調信号の両方が位相にあ
り、そしてステップ周波数SFおよび第２の同調信号M4が
４つのモータ位相のどれにおいてもパワーインバランス
を発生しないことを確実にする。これはモータ可聴ノイ
ズを減らすのに重要である。
今や第5,6および８図を参照し、変調回路の作動を説
明しよう。第２の変調信号M4は、デイバイダーU29Aの非
反転出力Ｑもしくは第１の変調信号M3Aと共にANDゲート
U50へ供給される。このため複合変調信号M3はANDゲート
U50の出力である。第１の変調信号M3Aおよび複合変調信
号M3は第8H図に見ることができる。
明しよう。第２の変調信号M4は、デイバイダーU29Aの非
反転出力Ｑもしくは第１の変調信号M3Aと共にANDゲート
U50へ供給される。このため複合変調信号M3はANDゲート
U50の出力である。第１の変調信号M3Aおよび複合変調信
号M3は第8H図に見ることができる。
複合変調信号M3は、第４図に見られるように、NORゲ
ートU34Aへ入力されるように駆動パルス手段へ供給され
る。ウオッチドッグ信号WDが低である時、NORゲートU34
Aは複合変調信号を反転し、デイスエーブルネットワー
クDNへ制御／デイスエーブル信号CMを供給し、第8H図に
見られるように当初持続された駆動パルスを有する載頭
駆動パルスを出力A,B,，にもたらす。もしドッグウ
オッチ信号WDが高であれば、どの他の入力に関係なく位
相信号A,B,，はすべて低である。
ートU34Aへ入力されるように駆動パルス手段へ供給され
る。ウオッチドッグ信号WDが低である時、NORゲートU34
Aは複合変調信号を反転し、デイスエーブルネットワー
クDNへ制御／デイスエーブル信号CMを供給し、第8H図に
見られるように当初持続された駆動パルスを有する載頭
駆動パルスを出力A,B,，にもたらす。もしドッグウ
オッチ信号WDが高であれば、どの他の入力に関係なく位
相信号A,B,，はすべて低である。
第７図を参照すると、パワーモニター手段の好ましい
具体例が見られる。駆動信号A,B,，はモトローラ12
NO8タイプでよいそれぞれの電界効果トランジスタEFT1
〜EFT4のゲートへ入力され、FET1〜FET4のドレーンはタ
イプオリエンタルPX245モータ47へ入力される。電界効
果トランジスタFET1〜FET4の共通のソース接続２と接地
との間に低値抵抗器R1が設置される。
具体例が見られる。駆動信号A,B,，はモトローラ12
NO8タイプでよいそれぞれの電界効果トランジスタEFT1
〜EFT4のゲートへ入力され、FET1〜FET4のドレーンはタ
イプオリエンタルPX245モータ47へ入力される。電界効
果トランジスタFET1〜FET4の共通のソース接続２と接地
との間に低値抵抗器R1が設置される。
電界効果トランジスタEFT1〜EFT4の共通のソースコネ
クター２と抵抗器R1の合流は抵抗器R2を通って増幅器A1
の反転入力へ供給される。増幅器A1のDCオフセットバラ
ンスは可変抵抗器R6を介してセットされ、増幅器A1の大
よその利得は抵抗器R5対抵抗器２の比によってセットさ
れる。モトローラタイプMC33171のような増幅器の非反
転入力は分圧抵抗器R3,R4によって電源Ｖ＋へ接続され
る。増幅器A1の出力はキャパシタC1およびブリッジ抵抗
器R5を介して反転入力へフィードバックされ、マイクロ
プロセッサー64またはそしてナショナルADCO848もしく
は日立62140のような周辺集積回路の一部として含まれ
ることができるアナログ／デジタル変換器へも供給され
る。
クター２と抵抗器R1の合流は抵抗器R2を通って増幅器A1
の反転入力へ供給される。増幅器A1のDCオフセットバラ
ンスは可変抵抗器R6を介してセットされ、増幅器A1の大
よその利得は抵抗器R5対抵抗器２の比によってセットさ
れる。モトローラタイプMC33171のような増幅器の非反
転入力は分圧抵抗器R3,R4によって電源Ｖ＋へ接続され
る。増幅器A1の出力はキャパシタC1およびブリッジ抵抗
器R5を介して反転入力へフィードバックされ、マイクロ
プロセッサー64またはそしてナショナルADCO848もしく
は日立62140のような周辺集積回路の一部として含まれ
ることができるアナログ／デジタル変換器へも供給され
る。
このため、抵抗器R1において見られるフィードバック
電圧は増幅器A1によって増幅され、信号をアナログ／デ
ジタル変換器へ提供する前にフィルターされる。アナロ
グ／デジタル変換器はモータと、そしてもしモータが不
都合もしくは非安全に反応すれば、モータへのパワーを
調節する。このシステムはそれ自身の効率および電池寿
命をモニターすることもでき、そして調節を行うことが
できる。
電圧は増幅器A1によって増幅され、信号をアナログ／デ
ジタル変換器へ提供する前にフィルターされる。アナロ
グ／デジタル変換器はモータと、そしてもしモータが不
都合もしくは非安全に反応すれば、モータへのパワーを
調節する。このシステムはそれ自身の効率および電池寿
命をモニターすることもでき、そして調節を行うことが
できる。
ここに記載した好ましい具体例に対し種々の変更およ
び修飾が当業者には自明であることを理解すべきであ
る。例えば、それらの原理は回転型ぜん動ポンプにも応
用することができる。そのような変更および修飾は本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、そしてその
付随する利益を減ずることなく行うことができる。特
に、パルス幅変調および周波数変調の両方は、当業者に
は自明な制御ソフトウエアへ調節することによって代替
的に可能となし得る本発明の一部として見込まれる駆動
モードである。それ故、そのような変更および修飾は請
求の範囲によってカバーされることを意図する。
び修飾が当業者には自明であることを理解すべきであ
る。例えば、それらの原理は回転型ぜん動ポンプにも応
用することができる。そのような変更および修飾は本発
明の精神および範囲から逸脱することなく、そしてその
付随する利益を減ずることなく行うことができる。特
に、パルス幅変調および周波数変調の両方は、当業者に
は自明な制御ソフトウエアへ調節することによって代替
的に可能となし得る本発明の一部として見込まれる駆動
モードである。それ故、そのような変更および修飾は請
求の範囲によってカバーされることを意図する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−231693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−141416（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 8/00 - 8/38
Claims (9)
- 【請求項１】与えらえた周波数において第１のパルスシ
リーズ（SF）を発生するための第１の回路手段（図６）
と、 第１のパルスシリーズの周波数より高い周波数を有する
第２のパルスシリーズ（M4）を発生するための第２の回
路手段（図６）と、 第１のパルスシリーズの周波数と第２のパルスシリーズ
の周波数の間の周波数を有する第３のパルスシリーズ
（M3A）を発生するための第３の回路手段（図５）と、 第1,第２および第３の信号を組合わせ、駆動信号（CM）
を発生するための回路手段（図５）にして、駆動信号の
長さは第１のパルスシリーズ（SF）の周波数によって決
定され、駆動信号はその長さが第３のパルスシリーズ
（M3A）の周波数によって決定される初期パルス段階を
含み、駆動信号の長さの残りは第２のパルスシリーズ
（M4）の周波数と同じ周波数のパルスシリーズである、
駆動信号発生のための回路手段 を備えていることを特徴とするモータを駆動する駆動信
号を変調するための装置。 - 【請求項２】前記第１のパルスシリーズはステップクロ
ック信号（SF）である請求項１の装置。 - 【請求項３】ステップクロック信号を発生するための第
１の回路手段は、その入力が外部クロック信号（T1〜T
3）であり、その出力がステップクロック（SF）信号で
あるデイバイダー手段（PTM）を含んでいる請求項１の
装置。 - 【請求項４】前記第２のパルスシリーズを発生するため
の第２の回路手段はカウンター（PTM）を含んでいる請
求項１の装置。 - 【請求項５】前記第３のパルスシリーズを発生するため
の第３の回路手段はカウンター手段（U38）と連通して
いるデイバイダー手段（U29A）を含み、該デイバイダー
手段は入力として前記第１のパルスシリーズ（SF）を持
っている請求項１の装置。 - 【請求項６】第１のパルスシリーズ（SF）および第２の
パルスシリーズ（M4）を同期化するための回路手段（40
13）をさらに備えている請求項１の装置。 - 【請求項７】前記同期化回路手段（4013）は入力として
前記第１のパルスシリーズ（SF）を有するデイバイダー
を備えている請求項６の装置。 - 【請求項８】駆動モータのパワー消費をモニターするた
めの回路手段（図７）をさらに備えている請求項１の装
置。 - 【請求項９】駆動モータのパワー消費をモニターするた
めの回路手段は、 駆動信号と駆動モータの間に接続されたトランジスタ手
段（EFT1〜EFT4）と、 トランジスタ手段と接地の間に接続された抵抗手段（R
1）と、 トランジスタ手段と抵抗手段の合流点へ接続された入力
およびマイクロプロセッサー（μＰ）へ接続された出力
を有する増幅手段（A1）にして、増幅手段は抵抗手段を
横切る電圧を増幅し、マイクロプロセッサーは抵抗手段
を横切る電圧の関数として駆動信号を調節する、増幅手
段（A1） を備えている請求項８の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US463,644 | 1990-01-11 | ||
| US07/463,644 US5105140A (en) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | Peristaltic pump motor drive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04504498A JPH04504498A (ja) | 1992-08-06 |
| JP2821950B2 true JP2821950B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=23840828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3501543A Expired - Lifetime JP2821950B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-11-28 | ぜん動ポンプモータ駆動 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5105140A (ja) |
| EP (1) | EP0462241B1 (ja) |
| JP (1) | JP2821950B2 (ja) |
| CA (1) | CA2047230C (ja) |
| DE (1) | DE69022586T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991010946A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5491397A (en) * | 1992-04-30 | 1996-02-13 | Murata Kikai Kabushiki Kaisha | Motor drive device using one-two phase excitation |
| JP2833973B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1998-12-09 | 三菱電機株式会社 | 排気ガス還流制御装置 |
| US5716194A (en) * | 1994-09-12 | 1998-02-10 | Ivac Medical Systems, Inc. | System for increasing flow uniformity |
| US6016044A (en) | 1995-09-11 | 2000-01-18 | Alaris Medical Systems, Inc. | Open-loop step motor control system |
| US5932987A (en) * | 1998-04-14 | 1999-08-03 | Millipore Corporation | Variable step rate precision pumping apparatus |
| US6193480B1 (en) | 1998-08-03 | 2001-02-27 | Alaris Medical Systems, Inc. | System and method for increased flow uniformity |
| US7122026B2 (en) * | 2002-04-22 | 2006-10-17 | Medtronic, Inc. | Implantable infusion device with optimized peristaltic pump motor drive |
| US8172799B2 (en) * | 2007-01-10 | 2012-05-08 | Acist Medical Systems, Inc. | Volumetric pump |
| US9511186B1 (en) | 2012-10-23 | 2016-12-06 | Acist Medical Systems, Inc. | Medical injection systems and pumps |
Family Cites Families (28)
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|---|---|---|---|---|
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