JPH0241686A - 直流モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、直流モータ制御装置に関する。

（従来の技術） 直流（ＤＣ）モータの制御は、一般に印加供給する電圧
を変化することにより行われる。例えば第２図に示すよ
うに、電源（図示せず、以下同じ）からの直流電圧Ｖ。

。（１）が電流制限用の抵抗Ｒ（２）を通して直流モー
タＭ■の一端に印加され、またこの直流モータＭ（３）
の他端はトランジスタＱＱ）のコレクタＣに接続されて
いる。また、この１〜ランジスタＱ（’Ｉ）のエミッタ
Ｅは電源の接地ＧＮＤ端子■に接続されている。

そして、上記直流電圧Ｖ。。（υを印加し、上記トラン
ジスタＱ（イ）のベースＢ入力端子Ｓ０に入力信号を入
力することにより１〜ランジスタＱ（イ）がオン（ＯＮ
）　して導通状態となり、上記直流モータＭ（３）に電
圧が印加されて起動回転する。

この直流モータＭ（３）の回転１−ルクは、モータを流
れる電流値によって決定され、この場合、抵抗Ｒ（２）
の抵抗値を変更することによって調整される。

なお、図の直流モータＭ（３）に並列接続されているダ
イオードＤ（７１は、この直流モータＭ（３）に印加さ
れていた電圧が断たれて停止する際に発生する逆起電力
を吸収するためのダイオードである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来装置では、電源の直流電圧■。

ｏＯ−）を固定とすると、所望する回転を得るためには
直流モータＭ（３）の実際の負荷状態に対応して抵抗Ｒ
（２）の抵抗値を変更する必要がある。また、この抵抗
Ｒ（２）を固定とすると、電源の直流電圧■。。（］）
の電圧が変動があれば、これが直流モータＭ（３）の１
ヘルクの変動となり回転数が変化することになる。さら
に、特に低速回転の場合、動作中の直流モータＭ（３）
が例えば突然の負荷増加により停止した際、再起動が著
しく困難となり直流モータＭ（３）が焼損したりして寿
命か短くなることが懸念される。

本発明は、−１−記従来事情に創始してなされたもので
、直流モータの起動時の動作が確実で安定した回転が得
られる直流モータ制御装置を提供しようとするものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、直流モータに印加する電圧を、上記
直流モータの起動時に増大させた後、漸次減少させ通常
電圧に自動設定する回路を備えたことを特徴とする。

（作　用） 本発明直流モータ制御装置では、直流モータに印加する
電圧を、上記直流モータの起動時に増大させた後、漸次
減少させ通常電圧に自動設定する回路を備えているので
、起動時のトルクが大きくなる。

（実施例） 以下、本発明直流モータ制御装置の一実施例を図面を参
照して説明する。

直流モータ例えば直流ブラシモータ（８）の電源接続端
子（９）の一端は、直流モータ制御装置（１０）のｈラ
ンジスタＱ　１（１，１−）のエミッタＥ（１２）コレ
クタＣ（１３）端子を介して電源（図示せず、以下同じ
）の正極性側端子■。。（１，／Ｉ）に接続されている
。に記直流ブラシモータ（８）の他端は、１−ランジス
タＱ２（１５）のコレクタＣ（１６）エミッタＥ（１，
７）端子を介して上記電源の負極性側接地端子Ｇ　Ｎ　
Ｄ　（１８）に接続されている。

次に、上記Ｉ〜ランジスタＱ　１．　（１，１，）のコ
レクタＣ（１３）ベースＢ　（１９）端子間には抵抗Ｒ
］、　（］電）が接続され、またベースＢ　（１９）端
子とトランジスタＱ２（１５）のコレクタＣ（１６）端
子間には、基準電圧を内蔵しオペアンプ（Ｏｐｅｒａｔ
ｌｏｎａ］、　Ａｍｐ、）使用によるコンパレータ（Ｃ
ｏｍｐａｒａｔｏｒ）例えばシャン１−レギュレータ　
（ＴＩ社商品名）　（２］、）のそれぞれカソードＫ（
２２）、アノードＡ　（２３）端子が接続されている。

なお、このシャン１ヘレギユレータ（２１）は」−記２
端子の他にリファレンス（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）入力Ｒ
（２４）端子を備えており、このリファレンス入力Ｒ（
２４）に−定値以上の電圧例えば２．５（Ｖ）以」二の
電圧が印加されると」１記カソードＫ　（２２）からア
ノードＡ　（２３）に向って電流が流れるように動作す
る。そして。

」１記リファレンス人力Ｒ（２／ｌ）に印加する電圧を
変化させることにより、抵抗Ｒ１（２０）を通して流れ
る１ヘランジスタＱｌ（１１，）のベースＢ（１，９）
電流を制御可能に構成されている。

次に、１〜ランジスタＱ　］、　（＋、１．）のエミッ
タＥ（１，２）端子とトランジスタＱ２（１，５）のコ
レクタＣ（１，６）間には、抵抗Ｒ２（２５）　Ｒ３（
２６）とが直列接続されており、且つこの抵抗Ｒ２（２
５）　Ｒ３（２６）の接続箇所は、」１記シャントレギ
ュレータ（２１）のリファレンス入力Ｒ（２４）に接続
されている。また、このリファレンス人力Ｒ（２４）と
１〜ランジスタＱ　２　（１，５）のコレクタＣ（１，
６）間には、ダイオードＤ　１．　（２７）とコンデン
サＣ（２８）とが、ダイオードＤ　１　（２７）をリフ
ァレンス入力Ｒ（２４）側にして直列接続されている。

さらに、このダイオードＤ　１　（２７）とコンデンサ
Ｃ（２８）の接続箇所と１〜ランジスタＱ　１．　（１
１）のエミッタＥ（１，２）端子間には、ダイオ−１〜
Ｄ　２　（２９）が接続されている。そして、上記抵抗
Ｒ２（２５）→ダイオードＤ　１　（２７）を通してコ
ンデンサＣ（２８）を充電し、ダイオードＤ　２　（２
９）→抵抗Ｒ２（２５）→抵抗Ｒ３（２６）を通して上
記コンデンサＣ（２８）を放電可能に構成されている。

なお、上記直流モータ制御装置では、例えば、端子Ｖｃ
ｃ（１，４）に供給する電圧はＶｃｃ”１．２（Ｖ）、
直流ブラシモータＭ（８）に印加する通常電圧＝１．０
（Ｖ）、抵抗Ｒ１（２０）＝５００（Ω）、抵抗Ｒ２（
２５）　＝　３　（ＫΩ）、抵抗Ｒ３（２６）　＝　１
．　（ＫΩ）、コンデンサＣ（２８）　＝　１．００（
１Ｆ）に選定する。

そして、」−記１〜ランジスタＱ　２　（１５）のベー
スＢの入力端子Ｓ　（３０）に入力電圧を加えることに
より直流ブラシモータＭ（８）に電圧が印加され回転可
能に構成されている。

なお、直流ブラシモータＭ（８）と並列にダイオードＤ
３（３１，）が接続され、上記直流ブラシモータＭ（８
）への電圧印加が断たれた時に発生する逆起電力を吸収
するように構成されている。

次に動作を説明する。

先ず、電源により端子■。。（１４）端子Ｇ　Ｎ　Ｄ　
（１，８）間に直流電圧■。、、＝１２（Ｖ）を供給し
ておく。なお、コンデンサＣ（２８）は放電しているも
のとして説明する。

次に、１〜ランジスタＱ２（１５）の入力端子Ｓ　（３
０）に入力電圧を印加して上記トランジスタＱ２（１５
）をオン（ＯＮ導通）状態にする。そうすると、抵抗Ｒ
］−（２０）を通して１−ランジスタＱ　１　（１１）
のベースＢ（１，９）に電流が流れ上記１〜ランジスタ
Ｑ　１　（１，１，）は動作状態となり、エミッタＥ（
１２）に電圧が現われる。この時、コンデンサＣ（２８
）は抵抗Ｒ２（２５）→ダイオー１’　Ｉ）　１　（２
７）を通して充電されて短絡状態となるので、このコン
デンサＣ（２８）に上記ダイオ−＋：　Ｄ　ｉ　（２７
）を介して接続されているシャン１〜レギユレータ（２
１）のリファレンス人力Ｒ，（２４）の電位は低く、例
えば上記ダイオードＤ　１　（２７）の電圧降下に相等
する約０．７（Ｖ）程度になる。

したがって、上記シャンＩ〜レギュレータ（２１）はオ
フ（ＯＦＦ遮断）状態となり、トランジスタＱ１（１１
）のベースＢ　（１９）の電圧は直流電圧Ｖ。０と同等
程度と高くなり、ベースＢ（１９）＠流が流れてトラン
ジスタＱｌ（１，１）のエミッタＥ（１，２）はほぼ直
流電圧＋−２（Ｖ　）となり、直流ブラシモータＭ（８
）に直流電圧１２（Ｖ）を印加供給し、上記直流ブラシ
モータＭ（８）は回転を始める。

一方、充電状態にあるコンデンサＣ（２８）は、時間の
経過と共に充電電流は指数関数的に漸次減少し、したが
ってコンデンサＣ（２８）のダイオードＤ１　（２７）
との接続箇所の電圧すなわちシャン１−レギュレータ（
２１）のリファレンス人力Ｒ（２４）の電圧は漸次」−
昇する。そして、このリファレンス人力Ｒ（２４）の電
圧が例えば２．５（Ｖ）になるとシャントレギュレータ
（２１）がオン状態となり、１〜ランジスタＱｌ（１，
１）のベースＢ（１，９）電流を制御、すなわち減少さ
せる。すると１〜ランジスタＱ　１　（１１）のエミッ
タＥ　（１２）の出力電圧は漸次減少し、上記シャン１
〜レギユレータ（２１）のリファレンス入力Ｒ（２４）
が２．５（Ｖ）になるような出力電圧、すなわち抵抗Ｒ
２（２５）と抵抗Ｒ３（２６）の抵抗値に応じて分圧さ
れる電圧が２．５（Ｖ）となる通常電圧＝　２．５　Ｘ
　（（Ｒ，、＋Ｒ３）／Ｒ３）　＝　２．５　Ｘ　４　
（ＫΩ）／１（ＫΩ）＝２．５Ｘ　４．　＝１０（Ｖ）
に安定する。

−１−記のように、直流ブラシモータＭ（８）の起動時
には上記直流ブラシモータＭ（８）に印加する電圧を１
．２（Ｖ）に増大させて高トルク回転動作をさせ、その
後漸次印加電圧を減少させ通常電圧１０（Ｖ）に自動設
定して通常回転させる。

したがって１、通常低速回転動作の場合でも、起動時は
高１〜ルク回転をさせるので、直流モータの起動は確実
に行え、起動不能により焼損したりすることはなく長寿
命化が可能となる。

なお、通常回転時の上記直流ブラシモータＭ（８）に印
加される電圧は、抵抗Ｒ２（２５）と抵抗Ｒ３（２６）
との比およびシャンＩ〜レギュレータ（２１）のすファ
レンス人力Ｒ（２４）の電圧によって決定される。

また、起動時の高トルク回転動作から通常回転になる時
間は例えばコンデンサＣ（２８）の容量値により可変可
能であり、上記実施例では、約５×Ｒ７ｘ　Ｃ＝　５　
ｘ　１　ｘｉ、０’　ｘｉ−００ｘｌＯ−’＝０．５（
秒）となる。

上記の如く回転動作をさせた後、１−ランジスタＱ２（
１，５）の入力端子Ｓ　（３０）への入力を断つと直流
ブラシモータＭ（８）は回転を止め、そしてコンデンサ
Ｃ（２８）はダイオードＤ　２　（２９）、抵抗Ｒ２（
２５）、抵抗Ｒ３（２６）、また、直流ブラシモータＭ
（８）を通して放電する。

なお、上記実施例では、直流電圧■。。＝１．２（Ｖ）
一定としてトランジスタＱ　２　（１５）をオン・オフ
して直流ブラシモータ（８）を回転制御する動作につい
て説明したが、」１記直流電圧Ｖ。。が変動した場合で
も有効に動作する。

先ず、上記直流電圧Ｖ。０が１２（Ｖ）より高くなった
場合、抵抗Ｒ１（２０）を通してトランジスタＱ１（１
〕）のベースＢ　（１９）電流が増えエミッタＥ　（１
２）の出力電圧が高くなると、抵抗Ｒ２（２５）　Ｒ３
（２６）の分圧電圧すなわちリファレンス入力Ｒ（２４
）の入力電圧も高くなるのでシャン１〜レギユレータ（
２１）に流れる電流も増える。その結果、抵抗Ｒｉ−（
２０）での電圧降下は増大し１〜ランジスタＱ　１　（
１１）のベースＢ　（１９）電流は減少する如く制御さ
れ、エミッタＥ　（１２）の出力電圧は通常電圧の１０
（Ｖ）に自動設定され、直流ブラシモータＭ（８）の回
転は安定している。

次に、上記直流電圧Ｖ。０が１．２（Ｖ）より低下し例
えば１１．（Ｖ）に低下した場合には、抵抗Ｒ１（２０
）を通して流れるベースＢ（１，９）電流が一担減少す
るのでエミッタＥ　（１２）の出力電圧は１．０（Ｖ）
より低下する。しかし、同時にシャンＩ−レギュレータ
（２１）のリファレンス入力Ｒ（２４）の電圧も２．５
（Ｖ）より低下するのでシャントレギュレータ（２１）
はオフとなり１〜ランジスタＱ　１　（１１）のベース
Ｂ　（１９）に流れる電流は増加し、エミッタＥ（１２
）の出力電圧は１０（Ｖ）に自動設定される。

なお、」１記直流電圧Ｖ。０が低下して例えば１０（Ｖ
）以下になるとシャン１へレギュレータ（２１）は常に
オフ状態となり、直流ブラシモータＭ（８）には上記直
流電圧にほぼ等しい電圧が印加供給される。

さらに、」１記実施例では、シャン１ヘレギユレータ（
２１）のリファレンス人力Ｒ（２４）に入力する電圧は
抵抗Ｒ２（２５）と抵抗Ｒ３（２６）との分圧により決
定されるように構成したものについて説明したが、分圧
比が同じであれば他の構成でもよく、例えば上記抵抗Ｒ
２（２５）　Ｒ３（２６）の少くとも一方を可変とした
り、また抵抗Ｒ２（２５）とＲ３（２６）の中間に可変
抵抗器を接続し摺動端子部をリファレンス人力Ｒ（２４
）に接続したりして構成してもよい。

本発明直流モータ制御装置は上記のような特徴を有して
いるので、例えば半導体製造装置における半導体ウェハ
搬送機構の動力源、半導体ウェハを収納するウェハキャ
リアの昇降機構の動力源、ＬＣＤ基板の搬送機構の動力
源等として適用できる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明直流モータ制御装置によれば、直流
モータの起動動作を安定させ且つ長寿命］１ 化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明直流モータ制御装置の一実施例を示す回
路構成側図、第２図は従来例の回路構成図である。 ８・・・直流ブラシモータ、 １０・直流モータ制御装置、 １１・１ヘランジスタ、　　１５１−ランジスタ、２１
・・シャントレギュレータ、 ２８・・・コンデンサ。 特許出願人　東京エレクトロン株式会社チル九州株式会
社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流モータに印加する電圧を、上記直流モータの起動時
   に増大させた後、漸次減少させ通常電圧に自動設定する
   回路を備えたことを特徴とする直流モータ制御装置。