JP3705934B2 - モータの駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、待機時の省電力化を図ったモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への意識が高まり、家電や事務機器などの電気製品では待機時の消費電力低減が課題となっている。机上計算では、製品の生涯消費電力のうち、待機時の消費電力が稼動時の消費電力を上回る例もあり、待機時の消費電力低減はきわめて重要である。
【０００３】
これら電気製品の多くは動作スイッチにより直ちに動作することが望まれるため、いわゆる待機状態では、その装置に使用される部品に常に電源が供給され、各部品が不要な電力消費をしていることが多い。
部品の１つとしてモータの駆動装置を例にしてみると、通常、モータは速度制御をしたり、起動停止信号により起動停止をする場合は、入出力信号により駆動装置を駆動・制御している。この入出力信号は半導体素子などのスイッチング素子に接続されるが、いわゆる待機状態では、モータを駆動していなくてもモータ制御部や位置センサーなど駆動装置全体に電源が供給され、無駄な電力を消費していることが多い。
【０００４】
以下に、従来例におけるモータの駆動装置の構成・動作について図８を参照して説明する。３相の直流ブラシレスモータの駆動装置の構成で本発明と関係ない部分については、一部省略している。
図８に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４等を備えている。
【０００５】
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。主電源(Vcc)にはレギュレータ(REG)１０６が接続され、レギュレータ(REG)１０６により低電圧に変換された制御用電源(Va)がモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給される。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。本体から「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【０００６】
この従来例における駆動装置は本体から「起動指令」が出力されるまでのいわゆる待機状態では以下の動作をする。
（１）本体のメインスイッチが入れられて主電源(Vcc)が供給される。
（２）常時、制御用電源(Va)および主電源(Vcc)が駆動装置の各素子に供給される。待機状態では、通電切り替え用のスイッチング素子(IC2)１０５は通電を行わないため、モータは駆動されない。
【０００７】
（３）しかし、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９やバイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４などに一部電流が流れて消費される。従来例の駆動装置では待機時の消費電力は５００〜２０００mW程度になっている。
本体から「起動指令」が出力されると、モータ制御部(IC1)１０４はホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【０００８】
このような、従来例のモータの駆動装置では、待機時の消費電力が大きいだけでなく、待機時にモータ制御部(IC1)に電源が供給されているためノイズ等により誤動作する可能性がある。また、位置センサのホール素子にも電源が供給されているために待機時にホール素子が短絡故障を起こした場合は、より大きな電力を無駄に消費するだけでなく、駆動回路の安全性・信頼性という点でも好ましくない。
【０００９】
また、待機時の消費電力を押さえるための方法として、特開平６−６９９８号公報に記載された「ブラシレスモータ駆動用ＩＣとそれによる駆動回路」がある。このものは、停止状態を検出する回路以外のスイッチング素子をすべて停止させるというものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、単に、停止状態を検出する回路以外のスイッチング素子をすべて停止させるだけであり、モータ制御部自体やホール素子にも電源が供給されており無駄な電力を消費している。
そこで本発明は、本体からの起動停止信号でモータ制御部への制御用電源の供給を停止し、いわゆる待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することを課題とする。
【００１１】
また、本体からの起動停止信号の停止指令から所定時間は制御用電源の出力を継続してモータの駆動制御が可能で、かつ、待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することを課題とする。
また、本体からの起動停止信号で位置検出素子(ホール素子)への電源の供給を停止し、待機時に位置検出素子(ホール素子)の短絡故障などが有ったとしても電源を供給させることなく、安全性が高い、直流ブラシレスモータの駆動装置を提供することを課題とする。
【００１２】
さらに、停止指令により急速にモータを減速・停止させることのできるモータの駆動装置を提供することを課題とする。
また、停止指令により急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃による軸受の損傷を防止することができる動圧空気軸受を用いたモータに適した駆動装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、前記第１の半導体スイッチング素子を電圧駆動型の素子で構成し、起動停止入力の起動指令により前記第２の半導体スイッチング素子を導通または非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、起動停止入力の停止指令により前記第２の半導体スイッチング素子を非導通または導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にして駆動装置への電力供給を停止することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、前記第２の半導体スイッチング素子は電圧駆動型の半導体スイッチング素子であって、該第２の半導体スイッチング素子の制御入力部には、コンデンサと、該コンデンサへの充電回路と、放電回路と、が接続され、該放電回路は第３の半導体スイッチング素子を有し、前記主電源から電力が供給された状態において、起動停止入力の起動指令により前記第３の半導体スイッチング素子を導通状態にしてコンデンサの電荷を放電し、前記第２の半導体スイッチング素子を非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、起動停止入力の停止指令により前記第３の半導体スイッチング素子を非導通状態にしてコンデンサを徐々に充電し、該停止指令より所定時間後に前記第２の半導体スイッチング素子を導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にするタイマー付き待機時省電力回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または２に記載のモータの駆動装置において、前記モータは位置検出素子を備えた直流ブラシレスモータであって、位置検出素子の電源は前記制御用電源または前記第１の半導体スイッチング素子の出力より供給されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２記載のモータの駆動装置において、起動停止入力の停止指令により動作する減速回路を備えたことを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２記載のモータの駆動装置において、前記モータは動圧空気軸受を用いたモータであることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ説明する。
図１をもとに実施例１として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。なお、実施例は３相の直流ブラシレスモータの駆動装置であるが、本発明は各種制御ＩＣにより駆動される各種モータに利用できる。
【００１９】
図１に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１、コンデンサ(C1a)１２２、抵抗(R1a)１２３、(R2a)１２４等を備えている。
【００２０】
第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを使用している。コンデンサ(C1a)１２２と抵抗(R1a)１２３はノイズフィルタ用のコンデンサと抵抗、抵抗(R2a)１２４はバイアス抵抗を示す。
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００２１】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H１)１０７、(H２)１０８、(H３)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００２２】
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１により構成され、本体からの「起動指令」により第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１を導通状態にして、レギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１を非導通状態にして、レギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００２３】
実施例１におけるモータ駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)のため、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１の制御入力(ベース)が入力部(V_IN)１０１と略同電位になり、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１は非導通状態になる。
【００２４】
（３）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６への電力供給が停止され、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
【００２５】
（４）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１の制御入力(ベース)は入力部(V_IN)１０１に対して低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００２６】
（５）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
以上のように実施例１のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また、位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００２７】
図２をもとに実施例２として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図２に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２、コンデンサ(C1b)１３３、抵抗(R1b)１３４、(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７等を備えている。
【００２８】
第１および第２の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１、(Q2b)１３２はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを使用している。コンデンサ(C1b)１３３と抵抗(R1b)１３４はノイズフィルタ用の抵抗とコンデンサと抵抗、抵抗(R2b)１３５と(R3b)１３６はVccの分圧抵抗、抵抗(R4b)１３７はバイアス抵抗を示す。
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００２９】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(Ｈ)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００３０】
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１と第１の半導体スイッチング秦子(Q1b)の制御入力(ベース)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２で構成され、本体からの「起動指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００３１】
実施例２におけるモータの駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２の制御入力(ベース)が接地(GND)に対して高電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２が導通状態になる。
【００３２】
（３）同時に、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１の制御入力(ベース)が低電位になり第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１は非導通状態になる。
（４）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電源が供給されないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７と第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
【００３３】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
（５）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２の制御入力(ベース)は同電位になり、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２が非導通状態になる。
（６）第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１の制御入力(ベース)は入力部(V_IN)１０１に対して高電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００３４】
（７）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
図２のように第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１はバイポーラトランジスタなど電流駆動型の素子も使用することができるが、大きな出力電流を必要とする用途では制御入力(ベース)に電流を多く流す必要があるため待機時に抵抗(R4b)１３７で消費する電力が大きくなることもある。第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１としてFETなど電圧駆動型の素子を使用すれば、消費電力を低減する効果が高い。同様に第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２も電圧駆動型の素子を使用すれば、消費電力を低減する効果が高い。
【００３５】
以上のように実施例２のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００３６】
図３をもとに実施例３として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図３に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２、第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３、コンデンサ(C1c)１４４、抵抗(R1c)１４５、(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８、(R5c)１４９、(R6c)１５０、(R7c)１５１等を備えている。
【００３７】
第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１はＰチャネル型のMOSFET、第２、第３の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２、(Q3c)１４３はＮチャネル型のMOSFETを使用している。コンデンサ(C1c)１４４と抵抗(R1c)１４５はノイズフィルタ用のコンデンサと抵抗、抵抗(R2c)１４６と(R3c)１４７、抵抗(R4c)１４８と(R5c)１４９はVccの分圧抵抗、抵抗(R6c)１５０、(R7c)１５１は分圧・バイアス抵抗を示す。
【００３８】
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００３９】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００４０】
待機時省電力回路は、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１と第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２と、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)に接続される第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３で構成され、本体からの「起動指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００４１】
実施例３におけるモータの駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して高電位となることで第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３が導通状態になる。
【００４２】
（３）第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して略同電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２が非導通状態になる。
（４）第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)が入力部(V_IN)１０１に対して略同電位になり第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１は非導通状態になる。
【００４３】
（５）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電源が供給されないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８と第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
【００４４】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
（６）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して略同電位となることで第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３が非導通状態になる。
【００４５】
（７）第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)は接地(GND)に対して高電位になり、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２が導通状態になる。
（８）第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)は入力部(V_IN)１０１に対して低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００４６】
（９）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
以上のように実施例３のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００４７】
図４をもとに実施例４として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図４に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３、コンデンサ(C1d)１６４、(C2d)１６５、抵抗(R1d)１６６、(R2d)１６７、(R3d)１６８、(R4d)１６９、(R5d)１７０、(R6d)１７１、(R7d)１７２、(R8d)１７３、(R9d)１７４、(R10d)１７５等を備え、モータ制御部(IC1)１０４は減速回路１７６を有している。
【００４８】
第１および第２の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１、(Q2d)１６２はＮチャネル型のMOSFET、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３はＰチャネル型のMOSFETを使用している。抵抗(R6d)１７１はコンデンサ(C1d)１６４の充電回路を、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３および抵抗(R7d)１７２はコンデンサ(C1d)１６４の放電回路をそれぞれ構成する。
【００４９】
入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００５０】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続されている。起動停止入力(ON/OFF)１０３は、「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１と第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２と、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)と接地の間に接続されるコンデンサ(C1d)１６４と、そのコンデンサ(C1d)１６４への充電回路(R6d)１７１と放電回路(R7d)１７２、(Q3d)１６３が接続され、その放電回路は第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を備え、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２は電圧駆動型の半導体スイッチング素子(代表例としてはMOSFET：電界効果トランジスタ)で構成され、本体からの「起動指令」により第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を導通状態にしてコンデンサ(C1d)１６４の電荷を放電し、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を非導通状態にして充電回路(R6d)１７１によりコンデンサを徐々に充電し、「停止指令」より所定時間後に第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００５１】
図５に実施例４における通電切り替えスイッチング素子(IC2)１０５の構成を示す。３相の巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２には主電源(Vcc)側とGND側にそれぞれ１個ずつ、合計６個のスイッチング素子が接続されている。それぞれのスイッチング素子には逆方向に電流を流すダイオードが接続されている。
【００５２】
モータ制御部(IC1)１０４には減速回路１７６が構成され、起動停止入力(ON/OFF)１０３と接続されている。「停止指令」の時に減速回路１７６が働き、「起動指令」のときはモータを駆動するよう接続されている。減速回路１７６は起動停止入力(ON/OFF)１０３が「停止指令」のときに、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５の主電源(Vcc)側スイッチング素子３個を非導通状態にし、GND側スイッチング素子３個を導通状態にするように構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５を前記状態にすることで、ダイオードとともに３相の巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２に流れる電流を回生消費させ、モータの回転速度を急速に減速させることができる。
【００５３】
実施例４におけるモータの駆動装置は本体から「起動指令」が出力されるまでのいわゆる待機状態では、以下の動作をする。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が高電位(ソースと略同電位)になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が非導通状態となる。
【００５４】
（３）充電回路(R6d)１７１を通ってコンデンサ(C1d)１６４が徐々に充電される。電源投入から（４）の状態まで、一時的に第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給される。しかし、起動停止入力(ON/OFF)１０３が「停止指令」であるため、減速回路１７６が働き、モータはブレーキ状態で駆動されない。
【００５５】
（４）第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して高電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２が導通状態になる。
（５）第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)が低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１は非導通状態となる。
【００５６】
（６）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電力供給が行われないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R8d)１７３と第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R8d)１７３の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を数ｍＷと従来例の１／１００以下とすることができる。
【００５７】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作をする。
（７）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が低電位になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が導通状態となる。
（８）放電回路(R7d)１７２、(Q3d)１６３を通って、コンデンサ(C1d)１６４の電荷が瞬時に放電される。
【００５８】
（９）第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)は接地(GND)と略同電位となり、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２が非導通状態になる。
（１０）第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)は高電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態となってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００５９】
（１１）通電切り替え用のスイッチング素子(IC2)１０５はホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
以上（７）〜（１１）の動作は瞬時に行われ、「起動指令」によりモータは瞬時に起動される。
【００６０】
さらに、本体から「停止指令」が出力されると以下の動作をする。
（１２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が高電位(ソースと略同電位)になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が非導通状態となる。
【００６１】
（１３）充電回路(R6d)１７１を通ってコンデンサ(C1d)１６４が徐々に充電される。この間、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態となり所定時間、レギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００６２】
（１４）回転中のモータに対して、駆動装置の減速回路１７６が働き、急速に回転速度が低下・停止する。
以下（３）以降と同じ動作で待機状態となる。
実施例４では本体から「停止指令」が出力されてから所定時間、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給することができる、いわゆるタイマー機能が付加されている。タイマー動作時間は、コンデンサ(C1d)１６４の容量や充電回路(R6d)１７１の抵抗値などでモータ停止特性に合わせて設定することができる。
【００６３】
以上のように実施例４のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００６４】
さらに、「停止指令」が出力されてから所定時間、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給することができる、いわゆるタイマー機能が付加されているので、減速回路１７６を働かせてモータの停止時間を短縮することができる。
このような、停止時に減速回路１７６を働かせるモータの実施例としては、以下に説明する動圧空気軸受型のポリゴンスキャナがある。減速回路１７６がない場合、回転速度がゆっくりと低下するため、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間が長くなり、外部からの衝撃により軸受の損傷を受ける危険性が高くなる。停止時に急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃により軸受の損傷を防止することができる。
【００６５】
次に、図６に示す実施例５の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの断面図および、図７に示す実施例５の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの主要部分解斜視図をもとに動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの構成、動作を説明する。
ハウジング２１には図示しない光学ハウジングへの取付け基準面２１aがつば状に形成されている。そのハウジング２１の内部にはモータ部を構成するプリント基板２２が配置され、巻線２３aが巻かれた強磁性材料からなるステータコア２３が固定された保持部材４２とともに、ねじまたは接着剤等によってハウジング２１に固定されている。ステータコア２３の外側には強磁性体からなるリング４３が嵌め込まれている。この強磁性体からなるリング４３は磁気特性を改善するものであるが、モータ特性によっては無くてもよい。プリント基板２２にはホール素子２４が取付けられ、巻線２３aとともにパターン配線されている。モータ方式は回転体２６に取付けられたロータマグネット２７と巻線２３aが巻かれたステータコア２３が回転軸と垂直な方向に対向した、いわゆるラジアルギャップ・インナーロータ型のブラシレスモータである。
【００６６】
プリント基板２２の外周部２２aと内周部２２bは円周状にハウジング２１等と密着し、カバー３９とともに回転体２６の配置される空間と外部を遮断して、回転体２６の配置される空間を密閉する。
ハウジング２１の中央には周辺から延びた複数の梁２１bに連結され一体加工された円筒状の軸受取付け基準部２１cが形成されており、外筒面２１dを基準にして動圧空気軸受を構成する固定軸２８が接着固定されている。固定軸２８の円筒表面には動圧空気軸受を構成するための溝２８aが形成されている。回転体２６が回転を開始すると、中空回転軸２９と固定軸２８のすきまの空気の圧力が高まり非接触でラジアル方向(半径方向)に回転体２６を支持する。
【００６７】
固定軸２８の内側には吸引型磁気軸受の固定部３３がハウジング２１の中央に形成された円筒状の軸受取付け基準部２１cの端面２１eを基準にして埋設されている。吸引型磁気軸受の固定部３３は回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石３０と、前記リング状永久磁石３０の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板３１と、同様に、前記リング状永久磁石３０の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板３２とからなる。第１の固定ヨーク板３１と第２の固定ヨーク板３２はリング状永久磁石３０を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板３１の中心円および第２の固定ヨーク板３２の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置、固定軸２８の先端凹部に埋設されて弾性部材３４または接着剤などで固定されている。リング状永久磁石３０の材質としては主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板３１、３２には鉄鋼系の板材が用いられる。固定軸２８は非磁性材料が用いられる。
【００６８】
回転体２６は中空回転軸２９の外側にフランジ３６が固定され、フランジ３６の中央部には吸引型磁気軸受の回転部３５が圧入されてフランジ３６に固定されている。吸引型磁気軸受の回転部３５は第１の固定ヨーク板３１の中心円および第２の固定ヨーク板３２の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部３５には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。フランジ３６の上面にはポリゴンミラー３７が載置され、板ばね３８をはさんでねじを回転部３５に形成されたねじ穴に対して締め付けることにより、ポリゴンミラー３７が押えられて固定されている。また、フランジ３６には空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させる微細穴３６aが形成されている。
【００６９】
フランジ３６の下側にはモータ用のロータマグネット２７が接着固定されている。
スキャナの上部には回転体２６を囲むように内部がくりぬかれたカバー３９が、ハウジング２１にねじで固定されている。カバー３９には図示しない半導体レーザーからのレーザー光の入出射用の開口部にガラス窓が両面テープまたは接着剤で固定されて密閉されている。
【００７０】
モータ部を構成するプリント基板２２には駆動回路が一体で設けられており、ホール素子２４の位置検出信号にしたがって、順次巻線への通電を切り替えて回転体２６を回転させて定速制御するようになっている。駆動素子４０は回転体が配置される密閉空間の外側で、ハウジング２１に形成された梁２１bの間に配置、実装されている。図示しない、本体に取り付けられた送風ファンによって駆動素子４０やその他の回路部品４１が冷却されるようになっている。駆動回路は別体で設け、コネクタでプリント基板２２に接続するようにしても良い。
【００７１】
また、回転体２６は不釣り合い(アンバランス)振動が非常に小さいレベルになるように、回転体２６の上下２ケ所の修正面２７a、３７aでバランス修正が行われている。
光学ハウジングに取り付けたときに密閉空間に回転体が配置されれば特にカバー３９は設けなくても良い。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、本体からの起動停止信号でモータ制御部への制御用電源の供給を停止し、いわゆる待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することができる。
【００７３】
請求項２記載の発明によれば、本体からの起動停止信号の停止指令から所定時間は制御用電源の出力を継続してモータの駆動制御が可能で、かつ、待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することができる。
【００７４】
請求項３記載の発明によれば、本体からの起動停止信号で位置検出素子(ホール素子)への電源の供給を停止し、待機時に位置検出素子(ホール素子)の短絡故障などが有ったとしても電源が供給されていないので、安全性が高い、直流ブラシレスモータの駆動装置を提供することができる。
請求項４記載の発明によれば、停止指令により急速にモータを減速・停止させることのできるモータの駆動装置を提供することができる。
【００７５】
請求項５記載の発明によれば、停止指令により急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃による軸受の損傷を防止することができる動圧空気軸受を用いたモータに適した駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータの駆動装置の実施例１を示す回路図である。
【図２】実施例２におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図３】実施例３におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図４】実施例４におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図５】実施例４における通電切り替えスイッチング素子を示す回路図である。
【図６】実施例５における動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの断面図である。
【図７】実施例５における動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの主要部分解斜視図である。
【図８】従来のモータの駆動装置を示す回路図である。
【符号の説明】
２１ ハウジング
２２ プリント基板
２３ ステータコア
２４ ホール素子
２６ 回転体
２７ ロータマグネット
２８ 固定軸
２９ 中空回転軸
３０ 永久磁石
３１ 第１の固定ヨーク板
３２ 第２の固定ヨーク板
３３ 固定部
３４ 弾性部材
３５ 吸引型磁気軸受の回転部
３６ フランジ
３７ ポリゴンミラー
３８ 板ばね
３９ カバー
４０ 駆動素子
４１ その他の回路部品
４２ 保持部材
４３ リング
１０１ 入力部(V_IN)
１０２ 入力部(GND)
１０３ 起動停止入力(ON/OFF)
１０４ モータ制御部(IC1)
１０５ 通電切り替え用スイッチング素子(IC2)
１０６ レギュレータ(REG)
１０７、１０８、１０９ ホール素子(H1)、(H2)、(H3)
１１０、１１１、１１２ モータの巻線コイル(U)、(V)、(W)
１１３、１１４ バイアス抵抗(Rh1)、(Rh2)
１２１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1a)
１２２ コンデンサ(C1a)
１２３、１２４ 抵抗(R1a)、(R2a)
１３１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1b)
１３２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2b)
１３３ コンデンサ(C1b)
１３４、１３５、１３６、１３７ 抵抗(R1b)、(R2b)、(R3b)、(R4b)
１４１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1c)
１４２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2c)
１４３ 第３の半導体スイッチング素子(Q3c)
１４４ コンデンサ(C1c)
１４５、１４６、１４７、１４８ 抵抗(R1c)、(R2c)、(R3c)、(R4c)
１４９、１５０、１５１ 抵抗(R5c)、(R6c)、(R7c)
１６１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1d)
１６２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2d)
１６３ 第３の半導体スイッチング素子(Q3d)
１６４、１６５ コンデンサ(C1d)、(C2d)
１６６、１６７、１６８、１６９ 抵抗(R1d)、(R2d)、(R3d)、(R4d)
１７０、１７１、１７２、１７３ 抵抗(R5d)、(R6d)、(R7d)、(R8d)
１７４、１７５ 抵抗(R9d)、(R10d)
１７６ 減速回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、待機時の省電力化を図ったモータの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への意識が高まり、家電や事務機器などの電気製品では待機時の消費電力低減が課題となっている。机上計算では、製品の生涯消費電力のうち、待機時の消費電力が稼動時の消費電力を上回る例もあり、待機時の消費電力低減はきわめて重要である。
【０００３】
これら電気製品の多くは動作スイッチにより直ちに動作することが望まれるため、いわゆる待機状態では、その装置に使用される部品に常に電源が供給され、各部品が不要な電力消費をしていることが多い。
部品の１つとしてモータの駆動装置を例にしてみると、通常、モータは速度制御をしたり、起動停止信号により起動停止をする場合は、入出力信号により駆動装置を駆動・制御している。この入出力信号は半導体素子などのスイッチング素子に接続されるが、いわゆる待機状態では、モータを駆動していなくてもモータ制御部や位置センサーなど駆動装置全体に電源が供給され、無駄な電力を消費していることが多い。
【０００４】
以下に、従来例におけるモータの駆動装置の構成・動作について図８を参照して説明する。３相の直流ブラシレスモータの駆動装置の構成で本発明と関係ない部分については、一部省略している。
図８に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４等を備えている。
【０００５】
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。主電源(Vcc)にはレギュレータ(REG)１０６が接続され、レギュレータ(REG)１０６により低電圧に変換された制御用電源(Va)がモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給される。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。本体から「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【０００６】
この従来例における駆動装置は本体から「起動指令」が出力されるまでのいわゆる待機状態では以下の動作をする。
（１）本体のメインスイッチが入れられて主電源(Vcc)が供給される。
（２）常時、制御用電源(Va)および主電源(Vcc)が駆動装置の各素子に供給される。待機状態では、通電切り替え用のスイッチング素子(IC2)１０５は通電を行わないため、モータは駆動されない。
【０００７】
（３）しかし、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９やバイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４などに一部電流が流れて消費される。従来例の駆動装置では待機時の消費電力は５００〜２０００mW程度になっている。
本体から「起動指令」が出力されると、モータ制御部(IC1)１０４はホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【０００８】
このような、従来例のモータの駆動装置では、待機時の消費電力が大きいだけでなく、待機時にモータ制御部(IC1)に電源が供給されているためノイズ等により誤動作する可能性がある。また、位置センサのホール素子にも電源が供給されているために待機時にホール素子が短絡故障を起こした場合は、より大きな電力を無駄に消費するだけでなく、駆動回路の安全性・信頼性という点でも好ましくない。
【０００９】
また、待機時の消費電力を押さえるための方法として、特開平６−６９９８号公報に記載された「ブラシレスモータ駆動用ＩＣとそれによる駆動回路」がある。このものは、停止状態を検出する回路以外のスイッチング素子をすべて停止させるというものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、単に、停止状態を検出する回路以外のスイッチング素子をすべて停止させるだけであり、モータ制御部自体やホール素子にも電源が供給されており無駄な電力を消費している。
そこで本発明は、本体からの起動停止信号でモータ制御部への制御用電源の供給を停止し、いわゆる待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することを課題とする。
【００１１】
また、本体からの起動停止信号の停止指令から所定時間は制御用電源の出力を継続してモータの駆動制御が可能で、かつ、待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することを課題とする。
また、本体からの起動停止信号で位置検出素子(ホール素子)への電源の供給を停止し、待機時に位置検出素子(ホール素子)の短絡故障などが有ったとしても電源を供給させることなく、安全性が高い、直流ブラシレスモータの駆動装置を提供することを課題とする。
【００１２】
さらに、停止指令により急速にモータを減速・停止させることのできるモータの駆動装置を提供することを課題とする。
また、停止指令により急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃による軸受の損傷を防止することができる動圧空気軸受を用いたモータに適した駆動装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、前記第１の半導体スイッチング素子を電圧駆動型の素子で構成し、起動停止入力の起動指令により前記第２の半導体スイッチング素子を導通または非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、起動停止入力の停止指令により前記第２の半導体スイッチング素子を非導通または導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にして駆動装置への電力供給を停止することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、前記第２の半導体スイッチング素子は電圧駆動型の半導体スイッチング素子であって、該第２の半導体スイッチング素子の制御入力部には、コンデンサと、該コンデンサへの充電回路と、放電回路と、が接続され、該放電回路は第３の半導体スイッチング素子を有し、前記主電源から電力が供給された状態において、起動停止入力の起動指令により前記第３の半導体スイッチング素子を導通状態にしてコンデンサの電荷を放電し、前記第２の半導体スイッチング素子を非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、起動停止入力の停止指令により前記第３の半導体スイッチング素子を非導通状態にしてコンデンサを徐々に充電し、該停止指令より所定時間後に前記第２の半導体スイッチング素子を導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にするタイマー付き待機時省電力回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項１または２に記載のモータの駆動装置において、前記モータは位置検出素子を備えた直流ブラシレスモータであって、位置検出素子の電源は前記制御用電源または前記第１の半導体スイッチング素子の出力より供給されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２記載のモータの駆動装置において、起動停止入力の停止指令により動作する減速回路を備えたことを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、請求項２記載のモータの駆動装置において、前記モータは動圧空気軸受を用いたモータであることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ説明する。
図１をもとに実施例１として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。なお、実施例は３相の直流ブラシレスモータの駆動装置であるが、本発明は各種制御ＩＣにより駆動される各種モータに利用できる。
【００１９】
図１に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１、コンデンサ(C1a)１２２、抵抗(R1a)１２３、(R2a)１２４等を備えている。
【００２０】
第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１はＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを使用している。コンデンサ(C1a)１２２と抵抗(R1a)１２３はノイズフィルタ用のコンデンサと抵抗、抵抗(R2a)１２４はバイアス抵抗を示す。
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００２１】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H１)１０７、(H２)１０８、(H３)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００２２】
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１により構成され、本体からの「起動指令」により第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１を導通状態にして、レギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１を非導通状態にして、レギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００２３】
実施例１におけるモータ駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)のため、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１の制御入力(ベース)が入力部(V_IN)１０１と略同電位になり、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１は非導通状態になる。
【００２４】
（３）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６への電力供給が停止され、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
【００２５】
（４）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１の制御入力(ベース)は入力部(V_IN)１０１に対して低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1a)１２１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００２６】
（５）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
以上のように実施例１のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また、位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００２７】
図２をもとに実施例２として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図２に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２、コンデンサ(C1b)１３３、抵抗(R1b)１３４、(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７等を備えている。
【００２８】
第１および第２の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１、(Q2b)１３２はＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを使用している。コンデンサ(C1b)１３３と抵抗(R1b)１３４はノイズフィルタ用の抵抗とコンデンサと抵抗、抵抗(R2b)１３５と(R3b)１３６はVccの分圧抵抗、抵抗(R4b)１３７はバイアス抵抗を示す。
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００２９】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(Ｈ)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００３０】
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１と第１の半導体スイッチング秦子(Q1b)の制御入力(ベース)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２で構成され、本体からの「起動指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００３１】
実施例２におけるモータの駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２の制御入力(ベース)が接地(GND)に対して高電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２が導通状態になる。
【００３２】
（３）同時に、第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１の制御入力(ベース)が低電位になり第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１は非導通状態になる。
（４）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電源が供給されないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７と第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R2b)１３５、(R3b)１３６、(R4b)１３７の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
【００３３】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
（５）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２の制御入力(ベース)は同電位になり、第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２が非導通状態になる。
（６）第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１の制御入力(ベース)は入力部(V_IN)１０１に対して高電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００３４】
（７）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
図２のように第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１はバイポーラトランジスタなど電流駆動型の素子も使用することができるが、大きな出力電流を必要とする用途では制御入力(ベース)に電流を多く流す必要があるため待機時に抵抗(R4b)１３７で消費する電力が大きくなることもある。第１の半導体スイッチング素子(Q1b)１３１としてFETなど電圧駆動型の素子を使用すれば、消費電力を低減する効果が高い。同様に第２の半導体スイッチング素子(Q2b)１３２も電圧駆動型の素子を使用すれば、消費電力を低減する効果が高い。
【００３５】
以上のように実施例２のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００３６】
図３をもとに実施例３として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図３に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２、第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３、コンデンサ(C1c)１４４、抵抗(R1c)１４５、(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８、(R5c)１４９、(R6c)１５０、(R7c)１５１等を備えている。
【００３７】
第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１はＰチャネル型のMOSFET、第２、第３の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２、(Q3c)１４３はＮチャネル型のMOSFETを使用している。コンデンサ(C1c)１４４と抵抗(R1c)１４５はノイズフィルタ用のコンデンサと抵抗、抵抗(R2c)１４６と(R3c)１４７、抵抗(R4c)１４８と(R5c)１４９はVccの分圧抵抗、抵抗(R6c)１５０、(R7c)１５１は分圧・バイアス抵抗を示す。
【００３８】
入力部(V_IN)１０１と入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００３９】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続される。起動停止入力(ON/OFF)１０３は「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
【００４０】
待機時省電力回路は、第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１と第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２と、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)に接続される第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３で構成され、本体からの「起動指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００４１】
実施例３におけるモータの駆動装置では、本体から「起動指令」が出力されるまでの待機状態では、以下の動作を行う。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して高電位となることで第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３が導通状態になる。
【００４２】
（３）第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して略同電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２が非導通状態になる。
（４）第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)が入力部(V_IN)１０１に対して略同電位になり第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１は非導通状態になる。
【００４３】
（５）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電源が供給されないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８と第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R2c)１４６、(R3c)１４７、(R4c)１４８の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。
【００４４】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作を行う。
（６）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)になるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して略同電位となることで第３の半導体スイッチング素子(Q3c)１４３が非導通状態になる。
【００４５】
（７）第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２の制御入力(ゲート)は接地(GND)に対して高電位になり、第２の半導体スイッチング素子(Q2c)１４２が導通状態になる。
（８）第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１の制御入力(ゲート)は入力部(V_IN)１０１に対して低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1c)１４１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００４６】
（９）同時にモータ制御部(IC1)１０４の起動停止入力に「起動指令」が入力されるので、モータが駆動される。
以上のように実施例３のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００４７】
図４をもとに実施例４として、モータの駆動装置(回路図)の構成・動作を説明する。
図４に示すモータの駆動装置は、入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２、起動停止入力(ON/OFF)１０３、モータ制御部(IC1)１０４、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５、レギュレータ(REG)１０６、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２、バイアス抵抗(Rh1)１１３、(Rh2)１１４とともに、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３、コンデンサ(C1d)１６４、(C2d)１６５、抵抗(R1d)１６６、(R2d)１６７、(R3d)１６８、(R4d)１６９、(R5d)１７０、(R6d)１７１、(R7d)１７２、(R8d)１７３、(R9d)１７４、(R10d)１７５等を備え、モータ制御部(IC1)１０４は減速回路１７６を有している。
【００４８】
第１および第２の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１、(Q2d)１６２はＮチャネル型のMOSFET、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３はＰチャネル型のMOSFETを使用している。抵抗(R6d)１７１はコンデンサ(C1d)１６４の充電回路を、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３および抵抗(R7d)１７２はコンデンサ(C1d)１６４の放電回路をそれぞれ構成する。
【００４９】
入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２には本体から主電源(Vcc)が供給される。入力部(V_IN)１０１には待機時省電力回路を構成する第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が接続され、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１にはレギュレータ(REG)１０６が接続されている。レギュレータ(REG)１０６は主電源(Vcc)を低電圧に変換し、制御用電源(Va)をモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に供給する。
【００５０】
起動停止入力(ON/OFF)１０３には本体からの「起動指令」および「停止指令」が供給される。起動停止入力(ON/OFF)１０３はモータ制御部の起動停止入力にも接続されている。起動停止入力(ON/OFF)１０３は、「起動指令」で低インピーダンス状態(L)となり、「停止指令」で高インピーダンス状態(H)となる。
モータ制御部(IC1)１０４は速度制御回路や位置検出回路・通電切り替え回路などモータの制御回路が構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５は主電源(Vcc)とモータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２の間に接続されている。「起動指令」が入力されると、ホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
待機時省電力回路の主要部は、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１と第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)に接続される第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２と、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)と接地の間に接続されるコンデンサ(C1d)１６４と、そのコンデンサ(C1d)１６４への充電回路(R6d)１７１と放電回路(R7d)１７２、(Q3d)１６３が接続され、その放電回路は第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を備え、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２は電圧駆動型の半導体スイッチング素子(代表例としてはMOSFET：電界効果トランジスタ)で構成され、本体からの「起動指令」により第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を導通状態にしてコンデンサ(C1d)１６４の電荷を放電し、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２を非導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１を導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を行い、「停止指令」により第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３を非導通状態にして充電回路(R6d)１７１によりコンデンサを徐々に充電し、「停止指令」より所定時間後に第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２を導通状態にすることで第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１を非導通状態にしてレギュレータ(REG)１０６への電力供給を停止するように各素子が接続されている。
【００５１】
図５に実施例４における通電切り替えスイッチング素子(IC2)１０５の構成を示す。３相の巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２には主電源(Vcc)側とGND側にそれぞれ１個ずつ、合計６個のスイッチング素子が接続されている。それぞれのスイッチング素子には逆方向に電流を流すダイオードが接続されている。
【００５２】
モータ制御部(IC1)１０４には減速回路１７６が構成され、起動停止入力(ON/OFF)１０３と接続されている。「停止指令」の時に減速回路１７６が働き、「起動指令」のときはモータを駆動するよう接続されている。減速回路１７６は起動停止入力(ON/OFF)１０３が「停止指令」のときに、通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５の主電源(Vcc)側スイッチング素子３個を非導通状態にし、GND側スイッチング素子３個を導通状態にするように構成されている。通電切り替え用スイッチング素子(IC2)１０５を前記状態にすることで、ダイオードとともに３相の巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２に流れる電流を回生消費させ、モータの回転速度を急速に減速させることができる。
【００５３】
実施例４におけるモータの駆動装置は本体から「起動指令」が出力されるまでのいわゆる待機状態では、以下の動作をする。
（１）本体のメインスイッチが入れられて入力部(V_IN)１０１、入力部(GND)１０２に主電源(Vcc)が供給される。
（２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が高電位(ソースと略同電位)になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が非導通状態となる。
【００５４】
（３）充電回路(R6d)１７１を通ってコンデンサ(C1d)１６４が徐々に充電される。電源投入から（４）の状態まで、一時的に第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態になってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給される。しかし、起動停止入力(ON/OFF)１０３が「停止指令」であるため、減速回路１７６が働き、モータはブレーキ状態で駆動されない。
【００５５】
（４）第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)が接地(GND)に対して高電位となることで第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２が導通状態になる。
（５）第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)が低電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１は非導通状態となる。
【００５６】
（６）したがって、待機状態では、レギュレータ(REG)１０６に電力供給が行われないのでモータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)が供給されない。よって、消費電力は抵抗(R8d)１７３と第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２に電流が流れることで消費されるだけである。抵抗(R8d)１７３の抵抗値を大きくして流れる電流を小さくすることで待機時の消費電力を数ｍＷと従来例の１／１００以下とすることができる。
【００５７】
本体から「起動指令」が出力されると以下の動作をする。
（７）起動停止入力(ON/OFF)１０３は低インピーダンス状態(L)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が低電位になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が導通状態となる。
（８）放電回路(R7d)１７２、(Q3d)１６３を通って、コンデンサ(C1d)１６４の電荷が瞬時に放電される。
【００５８】
（９）第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２の制御入力(ゲート)は接地(GND)と略同電位となり、第２の半導体スイッチング素子(Q2d)１６２が非導通状態になる。
（１０）第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１の制御入力(ゲート)は高電位となり第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態となってレギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００５９】
（１１）通電切り替え用のスイッチング素子(IC2)１０５はホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９の位置検出信号に従って、モータの巻線コイル(U)１１０、(V)１１１、(W)１１２への通電を切り替え、回転磁界を発生させてモータを駆動する。
以上（７）〜（１１）の動作は瞬時に行われ、「起動指令」によりモータは瞬時に起動される。
【００６０】
さらに、本体から「停止指令」が出力されると以下の動作をする。
（１２）起動停止入力(ON/OFF)１０３は高インピーダンス状態(H)となるため、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３の制御入力(ゲート)が高電位(ソースと略同電位)になることで、第３の半導体スイッチング素子(Q3d)１６３が非導通状態となる。
【００６１】
（１３）充電回路(R6d)１７１を通ってコンデンサ(C1d)１６４が徐々に充電される。この間、第１の半導体スイッチング素子(Q1d)１６１が導通状態となり所定時間、レギュレータ(REG)１０６に電力供給を行い、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給する。
【００６２】
（１４）回転中のモータに対して、駆動装置の減速回路１７６が働き、急速に回転速度が低下・停止する。
以下（３）以降と同じ動作で待機状態となる。
実施例４では本体から「停止指令」が出力されてから所定時間、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給することができる、いわゆるタイマー機能が付加されている。タイマー動作時間は、コンデンサ(C1d)１６４の容量や充電回路(R6d)１７１の抵抗値などでモータ停止特性に合わせて設定することができる。
【００６３】
以上のように実施例４のモータの駆動装置では、待機時にモータの制御部に供給される電源自体を停止させるので、待機時の消費電力を極めて小さくすることができる。さらに、ノイズ等により誤動作することもない。また位置検出素子(ホール素子)にも電源が供給されないため、待機時にホール素子が短絡故障を起こしていたとしても、無駄に消費することなく、駆動回路の安全性・信頼性が高いモータの駆動装置とすることができる。
【００６４】
さらに、「停止指令」が出力されてから所定時間、モータ制御部(IC1)１０４やホール素子(H1)１０７、(H2)１０８、(H3)１０９に制御用電源(Va)を供給することができる、いわゆるタイマー機能が付加されているので、減速回路１７６を働かせてモータの停止時間を短縮することができる。
このような、停止時に減速回路１７６を働かせるモータの実施例としては、以下に説明する動圧空気軸受型のポリゴンスキャナがある。減速回路１７６がない場合、回転速度がゆっくりと低下するため、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間が長くなり、外部からの衝撃により軸受の損傷を受ける危険性が高くなる。停止時に急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃により軸受の損傷を防止することができる。
【００６５】
次に、図６に示す実施例５の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの断面図および、図７に示す実施例５の動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの主要部分解斜視図をもとに動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの構成、動作を説明する。
ハウジング２１には図示しない光学ハウジングへの取付け基準面２１aがつば状に形成されている。そのハウジング２１の内部にはモータ部を構成するプリント基板２２が配置され、巻線２３aが巻かれた強磁性材料からなるステータコア２３が固定された保持部材４２とともに、ねじまたは接着剤等によってハウジング２１に固定されている。ステータコア２３の外側には強磁性体からなるリング４３が嵌め込まれている。この強磁性体からなるリング４３は磁気特性を改善するものであるが、モータ特性によっては無くてもよい。プリント基板２２にはホール素子２４が取付けられ、巻線２３aとともにパターン配線されている。モータ方式は回転体２６に取付けられたロータマグネット２７と巻線２３aが巻かれたステータコア２３が回転軸と垂直な方向に対向した、いわゆるラジアルギャップ・インナーロータ型のブラシレスモータである。
【００６６】
プリント基板２２の外周部２２aと内周部２２bは円周状にハウジング２１等と密着し、カバー３９とともに回転体２６の配置される空間と外部を遮断して、回転体２６の配置される空間を密閉する。
ハウジング２１の中央には周辺から延びた複数の梁２１bに連結され一体加工された円筒状の軸受取付け基準部２１cが形成されており、外筒面２１dを基準にして動圧空気軸受を構成する固定軸２８が接着固定されている。固定軸２８の円筒表面には動圧空気軸受を構成するための溝２８aが形成されている。回転体２６が回転を開始すると、中空回転軸２９と固定軸２８のすきまの空気の圧力が高まり非接触でラジアル方向(半径方向)に回転体２６を支持する。
【００６７】
固定軸２８の内側には吸引型磁気軸受の固定部３３がハウジング２１の中央に形成された円筒状の軸受取付け基準部２１cの端面２１eを基準にして埋設されている。吸引型磁気軸受の固定部３３は回転軸方向に２極に着磁されたリング状永久磁石３０と、前記リング状永久磁石３０の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第１の固定ヨーク板３１と、同様に、前記リング状永久磁石３０の内径よりも小さい中心円が形成された強磁性材料からなる第２の固定ヨーク板３２とからなる。第１の固定ヨーク板３１と第２の固定ヨーク板３２はリング状永久磁石３０を軸方向に挟み、第１の固定ヨーク板３１の中心円および第２の固定ヨーク板３２の中心円が回転中心軸に対して同軸になるように配置、固定軸２８の先端凹部に埋設されて弾性部材３４または接着剤などで固定されている。リング状永久磁石３０の材質としては主に希土類系の永久磁石が用いられる。固定ヨーク板３１、３２には鉄鋼系の板材が用いられる。固定軸２８は非磁性材料が用いられる。
【００６８】
回転体２６は中空回転軸２９の外側にフランジ３６が固定され、フランジ３６の中央部には吸引型磁気軸受の回転部３５が圧入されてフランジ３６に固定されている。吸引型磁気軸受の回転部３５は第１の固定ヨーク板３１の中心円および第２の固定ヨーク板３２の中心円との間に磁気ギャップを構成する外筒面が形成され、その外筒面が回転中心軸と同軸になるように配置されている。吸引型磁気軸受の回転部３５には永久磁石または鉄鋼系の強磁性材料が用いられる。フランジ３６の上面にはポリゴンミラー３７が載置され、板ばね３８をはさんでねじを回転部３５に形成されたねじ穴に対して締め付けることにより、ポリゴンミラー３７が押えられて固定されている。また、フランジ３６には空気が通過するときの粘性抵抗を利用して上下振動を減衰させる微細穴３６aが形成されている。
【００６９】
フランジ３６の下側にはモータ用のロータマグネット２７が接着固定されている。
スキャナの上部には回転体２６を囲むように内部がくりぬかれたカバー３９が、ハウジング２１にねじで固定されている。カバー３９には図示しない半導体レーザーからのレーザー光の入出射用の開口部にガラス窓が両面テープまたは接着剤で固定されて密閉されている。
【００７０】
モータ部を構成するプリント基板２２には駆動回路が一体で設けられており、ホール素子２４の位置検出信号にしたがって、順次巻線への通電を切り替えて回転体２６を回転させて定速制御するようになっている。駆動素子４０は回転体が配置される密閉空間の外側で、ハウジング２１に形成された梁２１bの間に配置、実装されている。図示しない、本体に取り付けられた送風ファンによって駆動素子４０やその他の回路部品４１が冷却されるようになっている。駆動回路は別体で設け、コネクタでプリント基板２２に接続するようにしても良い。
【００７１】
また、回転体２６は不釣り合い(アンバランス)振動が非常に小さいレベルになるように、回転体２６の上下２ケ所の修正面２７a、３７aでバランス修正が行われている。
光学ハウジングに取り付けたときに密閉空間に回転体が配置されれば特にカバー３９は設けなくても良い。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、本体からの起動停止信号でモータ制御部への制御用電源の供給を停止し、いわゆる待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することができる。
【００７３】
請求項２記載の発明によれば、本体からの起動停止信号の停止指令から所定時間は制御用電源の出力を継続してモータの駆動制御が可能で、かつ、待機状態での無駄な電力消費を低減するとともに、ノイズ等によるモータ制御部の待機時の誤動作を防止して安全性および信頼性が高いモータの駆動装置を提供することができる。
【００７４】
請求項３記載の発明によれば、本体からの起動停止信号で位置検出素子(ホール素子)への電源の供給を停止し、待機時に位置検出素子(ホール素子)の短絡故障などが有ったとしても電源が供給されていないので、安全性が高い、直流ブラシレスモータの駆動装置を提供することができる。
請求項４記載の発明によれば、停止指令により急速にモータを減速・停止させることのできるモータの駆動装置を提供することができる。
【００７５】
請求項５記載の発明によれば、停止指令により急速に減速・停止させることで、動圧力が低下する低速回転域を通過する時間を短縮し、外部からの衝撃による軸受の損傷を防止することができる動圧空気軸受を用いたモータに適した駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータの駆動装置の実施例１を示す回路図である。
【図２】実施例２におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図３】実施例３におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図４】実施例４におけるモータの駆動装置を示す回路図である。
【図５】実施例４における通電切り替えスイッチング素子を示す回路図である。
【図６】実施例５における動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの断面図である。
【図７】実施例５における動圧空気軸受型ポリゴンスキャナの主要部分解斜視図である。
【図８】従来のモータの駆動装置を示す回路図である。
【符号の説明】
２１ ハウジング
２２ プリント基板
２３ ステータコア
２４ ホール素子
２６ 回転体
２７ ロータマグネット
２８ 固定軸
２９ 中空回転軸
３０ 永久磁石
３１ 第１の固定ヨーク板
３２ 第２の固定ヨーク板
３３ 固定部
３４ 弾性部材
３５ 吸引型磁気軸受の回転部
３６ フランジ
３７ ポリゴンミラー
３８ 板ばね
３９ カバー
４０ 駆動素子
４１ その他の回路部品
４２ 保持部材
４３ リング
１０１ 入力部(V_IN)
１０２ 入力部(GND)
１０３ 起動停止入力(ON/OFF)
１０４ モータ制御部(IC1)
１０５ 通電切り替え用スイッチング素子(IC2)
１０６ レギュレータ(REG)
１０７、１０８、１０９ ホール素子(H1)、(H2)、(H3)
１１０、１１１、１１２ モータの巻線コイル(U)、(V)、(W)
１１３、１１４ バイアス抵抗(Rh1)、(Rh2)
１２１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1a)
１２２ コンデンサ(C1a)
１２３、１２４ 抵抗(R1a)、(R2a)
１３１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1b)
１３２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2b)
１３３ コンデンサ(C1b)
１３４、１３５、１３６、１３７ 抵抗(R1b)、(R2b)、(R3b)、(R4b)
１４１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1c)
１４２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2c)
１４３ 第３の半導体スイッチング素子(Q3c)
１４４ コンデンサ(C1c)
１４５、１４６、１４７、１４８ 抵抗(R1c)、(R2c)、(R3c)、(R4c)
１４９、１５０、１５１ 抵抗(R5c)、(R6c)、(R7c)
１６１ 第１の半導体スイッチング素子(Q1d)
１６２ 第２の半導体スイッチング素子(Q2d)
１６３ 第３の半導体スイッチング素子(Q3d)
１６４、１６５ コンデンサ(C1d)、(C2d)
１６６、１６７、１６８、１６９ 抵抗(R1d)、(R2d)、(R3d)、(R4d)
１７０、１７１、１７２、１７３ 抵抗(R5d)、(R6d)、(R7d)、(R8d)
１７４、１７５ 抵抗(R9d)、(R10d)
１７６ 減速回路
Claims (5)
- 主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、
前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、
該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、
前記第１の半導体スイッチング素子を電圧駆動型の素子で構成し、
起動停止入力の起動指令により前記第２の半導体スイッチング素子を導通または非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、起動停止入力の停止指令により前記第２の半導体スイッチング素子を非導通または導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にして駆動装置への電力供給を停止することを特徴とするモータの駆動装置。 - 主電源と該主電源より作られる制御用電源により駆動制御され、起動停止制御を行う起動停止入力とを備えたモータの駆動装置において、
前記主電源と制御用電源の間に接続される第１の半導体スイッチング素子と、
該第１の半導体スイッチング素子の制御入力に接続される第２半導体スイッチング素子と、を備え、
前記第２の半導体スイッチング素子は電圧駆動型の半導体スイッチング素子であって、該第２の半導体スイッチング素子の制御入力部には、コンデンサと、該コンデンサへの充電回路と、放電回路と、が接続され、該放電回路は第３の半導体スイッチング素子を有し、
前記主電源から電力が供給された状態において、
起動停止入力の起動指令により前記第３の半導体スイッチング素子を導通状態にしてコンデンサの電荷を放電し、前記第２の半導体スイッチング素子を非導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を導通状態にして駆動装置への電力供給を行い、
起動停止入力の停止指令により前記第３の半導体スイッチング素子を非導通状態にしてコンデンサを徐々に充電し、該停止指令より所定時間後に前記第２の半導体スイッチング素子を導通状態にすることで前記第１の半導体スイッチング素子を非導通状態にするタイマー付き待機時省電力回路を備えたことを特徴とするモータの駆動装置。 - 前記モータは位置検出素子を備えた直流ブラシレスモータであって、位置検出素子の電源は前記制御用電源または前記第１の半導体スイッチング素子の出力より供給されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータの駆動装置。
- 起動停止入力の停止指令により動作する減速回路を備えたことを特徴とする請求項２記載のモータの駆動装置。
- 前記モータは動圧空気軸受を用いたモータであることを特徴とする請求項２記載のモータの駆動装置。
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