JPH0112554Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はモータのロジツク制御型停止回路に関
するものである。

各種機器の駆動源としてのモータには、停止命
令によつて迅速かつ確実な停止がなされることを
要求される場合が多い。

かかる要求に対応するための従来の手段の一つ
として、モータの端子間を短絡してモータの逆起
電力によつて停止させるものが知られている。し
かし、かかる停止方法によれば、回転数に比例し
て制動力も変化するため、確実に停止するまでに
時間がかかる欠点がある。

また、従来の他の手段として、モータの速度を
検出しながら、一定速度に低下するまで逆転信号
を加える方法が知られている。この方法によれ
ば、上記第１の方法に比べると停止までの時間が
短かくなるという長所があるが、モータの回転数
が零又はこれに近い値まで低下したか否かを検出
することは、検出回路のオフセツト電圧等の関係
で技術的な困難が伴い、回路の調整が面倒である
と共に、たとえ調整したとしても正しい検出がで
きるとは限らない。従つて、逆転信号の付加時間
が短か過ぎて制動が不充分であつたり、逆に、逆
転信号の付加時間が長過ぎてモータが逆転し始め
たりする欠点がある。

本考案の目的は、従来のモータの停止回路の欠
点を解消すること、即ち、迅速かつ確実な停止が
行なわれるようにしたモータの停止回路を提供す
ることにあり、また、回路をデジタル回路で実現
することができるようにして動作の信頼性が高
く、かつ、集積回路で構成することが容易なモー
タのロジツク制御型停止回路を提供することにあ
る。

本考案の特徴は、まず、今回転している方向を
検出してこれを記憶し、この記憶した回転方向に
対して逆方向に回転すべき旨の命令を上記記憶信
号と検出信号が一致している間出力し、上記記憶
した信号と検出信号とが逆転したときモータの駆
動回路に対して停止命令信号を入力するようにし
たことにある。

以下、図示の実施例によつて本考案を説明す
る。

第１図において、符号１を付された円板状のも
のは回転子を構成する永久磁石であつて、この回
転子磁石１は周方向に適宜数の磁極を構成するよ
うに着磁されており、この磁石１の下方には、こ
の磁石１の回転に伴う磁極変化を検出する二つの
ホール素子H₁，H₂が設けられている。二つのホ
ール素子H₁，H₂は磁石１の周方向に対してずら
して配置してあり、磁石１の回転方向によつてこ
れらホール素子H₁，H₂による検出信号の順序が
互いに逆になるようになつている。ホール素子
H₁，H₂の検出信号は駆動回路２に導入され、駆
動回路２では上記検出信号に基づき固定子コイル
L₁，L₂への通電を正回転モードまたは逆回転モ
ード状態に制御して回転子磁石１を正回転または
逆回転方向に連続回転させるようになつている。
ホール素子H₁の検出信号はまた波形成形回路３
を経てフリツプフロツプ回路FF₁（以下、フリツ
プフロツプ回路については「FF₁」、「FF₂」、
「FF₃」と略称する）にCK入力として加えられる
ようになつており、かつ、ホール素子H₂の検出
信号は波形成形回路４を経てFF₁にＤ入力として
加えられるようになつている。FF₁はＤ・FFを
構成しており、周知の通りCKへの入力波形の立
ち上がり時に、Ｄ入力が「Ｈ」なら出力Ｑは
「Ｈ」、Ｄ入力が「Ｌ」なら出力Ｑは「Ｌ」とな
る。このFF₁は後述の動作から明らかなように、
モータの回転方向に応じて動作するものであつ
て、モータの回転方向判別回路５を構成してい
る。

上記波形成形回路の出力はまたナンド回路
NAND₁（以下、ナンド回路については
「NAND₁」、「NAND₂」、……のように略称する）
に加えられるようになつている。NAND₁にはま
た回転、停止命令信号端子８からの信号が二つの
インバータI₁，I₂を経て加えられるようになつて
いる。端子８に入力される信号は、回転命令の場
合は「Ｈ」、停止命令の場合は「Ｌ」になるよう
になつている。NAND₁の出力はFF₂のCK入力と
して加えられるようになつており、また、前記
FF₁の出力ＱはFF₂のＤ入力として加えられるよ
うになつている。FF₂はFF₁と同様にＤ・FFを構
成しており、後述の動作から明らかな通り、回転
方向判別回路５の当初の出力を記憶する記憶回路
６を構成している。

FF₁の出力Ｑはまた、エクスクルーシブオア回
路OR（以下、単に「OR」という）の入力端子７
ａに加えられ、ORの他の入力端子７ｂにはFF₂
の出力が加えられるようになつている。ORの
出力はFF₃の一方の入力端子Ｂに加えられるよう
になつている。ORは判別回路５からの回転方向
信号と記憶回路６からの記憶された当初の回転方
向信号とを比較する比較回路７を構成している。

前記端子８からの停止命令信号はNAND₂の一
方の入力端子に加えられ、NAMD₂の他方の入力
端子には端子９からの回転方向命令信号が加えら
れるようになつている。この回転方向命令信号
は、右回転命令のときは「Ｈ」、左回転命令のと
きは「Ｌ」の信号として入力されるようになつて
いる。端子８からの停止命令信号はまた、インバ
ータI₁を経てNAND₃の一方の入力端子に加えら
れるようになつており、NAND₃の他方の入力端
子にはFF₁の出力Ｑが加えられるようになつてい
る。NAND₂の出力及びNAND₃の出力はそれぞ
れNAND₄に入力されるようになつており、
NAND₄の出力はモータの駆動回路２に回転方向
指令信号として入力されるようになつている。上
記NAND₂、NAND₃及びNAND₄で構成される
部分は回転方向指令回路１０を構成している。

前記端子８からの停止命令信号はまた、インバ
ータI₁を経て前記FF₃の一方の入力端子Ａに加え
られると共にNAND₅の一方の入力端子に加えら
れるようになつている。NAND₅の他方の入力端
子にはFF₃の出力が加えられるようになつてお
り、NAND₅の出力はモータの駆動回路２に回
転、停止指令信号として入力されるようになつて
いる。上記FF₃とNAND₅で構成される部分は停
止指令回路１１を構成している。

次に上記実施例の作用を第２図のタイミングチ
ヤートを参照しながら説明する。

いま、モータの回転子磁石１が右回転を正回転
モードとして回転している。ものとし、この状態
から回転を停止させる場合を考える。回転子磁石
１が右向きに回転駆動されている間は第２図の左
半部に示されている通り、端子８の信号ａは
「Ｈ」、端子９からの回転方向命令信号ｂは「Ｈ」
である。そしてホール素子H₁の出力信号ｃはホ
ール素子H₂の出力信号ｄよりも位相が進んでい
て、信号ｃの立ち上がり時に信号ｄは「Ｌ」であ
るから、FF₁の出力端子Ｑの信号ｅは「Ｌ」とな
り、この「Ｌ」の信号がNAND₃の一つの入力に
加えられる。NAND₃の他方の入力には、信号ａ
がインバータI₁で「Ｌ」に反転されて加えられる
からNAND₃の出力は「Ｈ」になり、この「Ｈ」
の信号がNAND₄の一つの入力に加えられる。一
方、NAND₂の出力は「Ｌ」となつていて、これ
がNAND₄の他方の入力に加えられるため
NAND₄の出力信号ｆは「Ｈ」となつており、駆
動回路２は回転子１を右回転させるようにコイル
L₁，L₂を制御し続ける。

因に、このときの他の回路の動作を見ると、
NAND₁の出力ｇはホール素子H₁の検出信号に同
期した信号となり、この信号ｇがFF₂のCK入力
となるが、FF₂のＤ入力たる信号ｅは「Ｌ」を維
持しているためFF₂の出力信号ｈは「Ｈ」とな
る。この「Ｈ」の信号とFF₁のＱ出力ｅの「Ｌ」
の信号はORに加えられ、ORの出力ｉは「Ｈ」
となつており、これがFF₃の一方の入力端子Ｂに
加えられる。FF₃の他方の端子Ａには信号ａがイ
ンバータI₁で「Ｌ」に反転されて加えられるため
FF₃の出力は「Ｌ」となり、これがNAND₅の一
方の入力に加えられる。NAND₅の他方の入力に
は上記インバータI₁からの「Ｌ」の信号が加えら
れているから、NAND₅の出力ｊは「Ｈ」とな
り、駆動回路２に回転指令信号として加えられ、
上記のようにモータの右回転動作が維持されるこ
とになる。

さて、この状態から、端子８からの信号ａが
「Ｌ」に転換することによつて停止命令が行なわ
れたとする。信号ａが「Ｌ」になるとNAND₂の
出力は「Ｈ」に転換する。これに対しNAND₃の
一方の入力には、信号ａがインバータI₁で「Ｈ」
に転換されて加えられるが、NAND₃の他方には
依然として「Ｌ」の信号ｅが加えられているから
NAND₃の出力は依然として「Ｈ」であり、その
結果NAND₄の出力ｆは「Ｌ」に転換し、駆動回
路２に左回転指令信号として加えられることにな
る。駆動回路２はこの信号に基き回転子磁石１を
逆回転モードである左回転させるように駆動コイ
ルL₁，L₂を制御する。その結果回転子磁石１に
は急速に制動が掛り、急速に減速されるが、回転
子磁石１が停止しさらには逆転しない限りFF₁の
出力信号ｅは何ら変化しないから、回転方向指令
回路１０の出力ｆは依然として左回転指令信号と
しての「Ｌ」の出力となつている。しかも、この
とき「Ｌ」の信号ａが二つのインバータI₁，I₂を
経てNAND₁に加えられる結果NAND₁の出力ｇ
が「Ｈ」の状態を維持し、これがFF₂の入力CK
に加えられるが、FF₂の入力Ｄの信号ｅは未だ
「Ｌ」のままであるから、FF₂の出力ｈは「Ｈ」
のままであり、従つて、OR及び停止指令回路１
１の出力ｉ，ｊは「Ｈ」のままであり、駆動回路
２に停止指令信号が加えられるようなことはな
い。

こうして駆動回路２によつてコイルL₁，L₂が
左回転の方向に制御される結果、回転子磁石１は
制動によりやがて回転を停止し、さらに、左方向
に回転し始める。そうすると、第２図のチヤート
のα部に示されているように、ホール素子H₁，
H₂の信号ｃ，ｄの位相が逆転し、FF₁のCK入力
の立ち上がり時にそのＤ入力が「Ｈ」になるた
め、FF₁のＱ出力、即ち判別回路５の出力ｅは
「Ｈ」に転換する。この「Ｈ」の信号ｅはORの
一方の入力７ａに加えられ、また、FF₂のＤ入力
として加えられる。FF₂は既にCK入力が立ち上
がつて「Ｈ」に維持されているからFF₂の出力ｈ
は依然として「Ｈ」である。その結果ORの出力
ｉは「Ｌ」に転換し、これがFF₃の一方の入力Ｂ
に加えられる。FF₃の他方の入力Ａは前述の通り
「Ｈ」となつているから、FF₃はORの出力ｉによ
つて「Ｈ」に転換し、この「Ｈ」の信号が
NAND₅の一方の入力に加えられる。その結果
NAND₅の入力は両者とも「Ｈ」となつてその出
力ｊは「Ｌ」に転換する。この「Ｌ」の信号は駆
動回路２に対して停止指令信号となり、駆動回路
２はモータのコイルL₁，L₂への通電を総て遮断
する。

以上のようにして、停止命令信号の入力によつ
てモータを逆転するように給電され、これによつ
てモータが停止しかつ僅かながら逆転し始めると
モータへの給電が遮断されるという動作を経るこ
とにより、迅速かつ、確実な停止動作が行なわれ
ることになる。この場合、逆転するといつても、
せいぜい1/2回転程度であり、実用上は全く問題
ない。また、左回転時において停止命令信号を入
力した場合も同様にして停止動作が行なわれる。

なお、図示の実施例において、停止指令回路１
１中のFF₃は、電源をオンにしたときの回路の動
作状態を一定に定めるためのリセツト回路の役目
を果たしている。

本考案によれば、停止指令により駆動回路を正
回転から逆回転モードに切換えることにより、回
転子を制動させて急速に停止に至らしめ、回転子
が停止の状態を過ぎてから僅かに逆回転したこと
を以前の回転方向を記憶させた記憶信号との比較
により検出し、駆動回路に停止指令信号を発令し
て回転子を停止させるアルゴリズムを持たせたロ
ジツク回路を構成したから、迅速な停止が行われ
ると共に、回転子に結合した負荷の大小が異なる
場合、或いは、回転数の高低による場合に停止時
間の差が生じても、また、回転子がいずれの回転
方向に回転していても、無関係に迅速かつ確実な
停止動作を行わせることができるという効果があ
る。また、回転子の一方向への回転が停止し又は
これに近い状態になつたか否かを検出するのでは
なく、回転子が逆転したことを検出することによ
つて停止動作が行なわれるから、回路の調整が不
要であり、さらに、デジタル回路によつて構成す
ることができるから、回路の信頼性が高く、回路
を集積化することも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図
は同上実施例の動作を示すタイミングチヤートで
ある。 １……回転子磁石、H₁，H₂……ホール素子、
５……回転方向判別回路、６……記憶回路、７…
…比較回路、８……回転、停止命令信号端子、９
……回転方向命令信号端子、１０……回転方向指
令回路、１１……停止指令回路、２……駆動回
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転子が正逆回転されるモータと、 正逆回転指令信号または停止指令信号を入力し
   て上記回転子の回転を制御する駆動回路と、 上記回転子の回転方向に互いに位相を異ならせ
   て配置した複数の素子から各々位相の異なる出力
   信号を得て上記回転子の回転方向を判別する回転
   方向判別回路と、 この判別回路の回転方向に基づく判別信号を記
   憶する記憶回路と、 停止指令時に上記駆動回路を正回転モードから
   逆回転モードに切換えて上記回転子を制動するよ
   うに上記駆動回路に指令信号を入力する回転方向
   指令回路と、 この回転方向指令回路の指令による上記回転子
   への制動により上記回転子の回転方向が正回転か
   ら逆回転したことを前記判別回路の判別信号と前
   記記憶回路の記憶信号とを比較して出力信号の状
   態を変化させる比較回路と、 この比較回路の出力信号により前記駆動回路に
   対して停止指令信号を入力する停止指令回路とを
   有するモータのロジツク制御型停止回路。