JPH0317596Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、パルスモータの駆動回路に関し、更
に詳しく述べれば、高速域での回転トルクを損う
ことなく、低速域での低消費電力化をはかれるパ
ルスモータの駆動回路に関する。

〈従来の技術〉 第９図は、例えば特開昭58−141153号により開
示された従来のパルスモータ駆動回路のブロツク
線図である。図中、１はパルスモータの回転速度
を設定するボリユーム、２はＡ／Ｄ変換器、３は
演算部、４はプログラマブル分周器で、演算部３
から与えられるクロツクパルスを、同じく演算部
３から与えられる分周データによつて分周を行
う。

５は相パルス発生器で、例えばフリツプ・フロ
ツプ２段で構成され、プログラマブル分周器４か
らの基本クロツクパルスの２クロツク毎に反転す
る４相の相パルスを出力する。６はプログラマブ
ル分周器４の出力によつてトリガーされるワンシ
ヨツトマルチバイブレータ、７はアンド回路７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを含むゲート回路で、相パ
ルス発生器５からの各相パルスとワンシヨツトマ
ルチバイブレータ６の出力パルスとの論理積をと
る。８はアンド回路７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの出
力によつて制御されるトランジスタ８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄを含むドライバー回路である。

９は巻線９ａ，９ｂを有するパルスモータで、
巻線９ａの両端はトランジスタ８ａ，８ｂに夫々
接続され、巻線９ｂの両端はトランジスタ８ｃ，
８ｄに夫々接続されている。

このような回路の動作について第１０図の波形
図に従い説明を行う。ボリユーム１で設定された
アナログ値はＡ／Ｄ変換器２でデジタル量に変換
され、演算部３へ与えられる。演算部３において
所定の演算が施され、設定値に対応した分周デー
タがプログラマブル分周器４に与えられる。プロ
グマブル分周器４では、別途演算部３から与えら
れたクロツクパルスを前記分周データに基づき分
周し、第１０図ａに示す如き周期Ｔの基本クロツ
クパルスを発生する。

このパルスは相パルス発生器５に与えられ、内
部に含まれる２段のフリツプ・フロツプによつ
て、第１０図ｂ〜ｅに示す、前記基本クロツクパ
ルスの２クロツク毎に反転する４相の相パルスを
出力する。これら相パルスは互いに一定位相ずつ
ずれており、夫々アンド回路７ａ〜７ｄに加えら
れ、これらアンド回路において、ワンシヨツトマ
ルチバイブレータ６から加えられた、第１０図ｆ
に示すパルス幅τのパルスと論理積がとられる。

この結果、第１０図ｂ〜ｅにおいて、斜線で示
した期間だけ巻線９ａ，９ｂに励磁電流が流れ、
パルスモータ９はこの期間のみ歩進動作する。

このような回路では、前記斜線の期間のみパル
スモータ９が駆動されるもので、この期間τはワ
ンシヨツトマルチバイブレータ６を調整して種々
変更が可能な為、前記基本クロツクパルスの周波
数が低い低速域では、オンオフ・デユーテイ比
τ／Ｔが小さくなつて消費電力を節約出来る利点
がある。

しかしながら、このような回路では、基本クロ
ツクパルスの先頭からの短い期間だけ励磁され、
それ以降、次のパルスが到来するまでの間励磁さ
れない為、基本クロツクパルスの周波数が低い低
速域ではオフ期間が長くなつてしまう。この為、
パルスモータ９の負荷が摩擦負荷の場合には問題
ないが、パルスモータ９の回転トルクと逆向きの
負荷トルクがかかつているような場合、オフ期間
の間にパルスモータ９が逆回転してしまう欠点が
あつた。

〈考案が解決しようとする問題点〉 本考案の解決しようとする技術的課題は、低速
域で、低消費電力化をはかりつつ、回転方向と逆
向きの負荷トルクがあつても前記パルスモータが
逆回転しないようにすることにある。

〈問題点を解決するための手段〉 制御すべきパルスモータの回転速度設定信号に
周期Ｔが対応したパルスを発生する基本クロツク
パルス発生手段と、前記基本クロツクパルスに基
き一定位相ずつずれた複数のパルスを発生する相
パルス発生手段と、一定周期T1でパルスを自由
発振する無安定マルチバイブレータと、前記基本
クロツクパルス及び前記無安定マルチバイブレー
タの出力パルスに基づき一定パルス幅τ′のパルス
を発生するリトリガブル・ワンシヨツトマルチバ
イブレータと、前記相パルス発生手段からの各相
パルスと前記リトリガブル・ワンシヨツトマルチ
バイブレータの出力パルスとの論理積をとる複数
のゲート回路と、これらゲート回路の出力に基き
前記パルスモータの巻線に励磁電流を供給する手
段とを具備し、前記基本クロツクパルスの周期Ｔ
と前記無安定マルチバイブレータの出力パルスの
周期T1とがT1＜Ｔの関係にあるとき前記パルス
モータをτ′／T1なる一定のオンオフデイーテイ
比で制御し、τ′＜Ｔ＜T1の関係にあるとき、前
記基本クロツクパルスの周期に応じて変化する
τ′／Ｔなるオンオフデユーテイ比で制御し、Ｔ≦
τ′の関係にあるときオンオフデユーテイ比１で制
御したことにある。

〈作用〉 前記の技術的手段は次のように作用する。即
ち、前記基本クロツクパルスの周波数が低い低速
域において、一定のオンオフデユーテイ比で前記
巻線を励磁し、低消費電力化をはかりつつ、回転
方向と逆向きの負荷トルクがあつても前記パルス
モータが逆回転しないようにし、また、高速域に
おいて、前記オンオフデユーテイ比を上げ、周波
数の高い領域での前記パルスモータの回転トルク
の減少を最小限に押えるようにした。

〈実施例〉 以下図面に従い本考案の実施例を説明する。第
１図は本考案の実施例回路のブロツク線図であ
る。図中、第９図における要素と同じ要素には同
一符号を付しこれらについての説明は省略する。
本図では第９図のプログラマブル分周器４以降の
構成だけが示されている。１０は、端子１１より
基本クロツクパルスが与えられているリトリガブ
ル無安定マルチバイブレータ、１２は、このリト
リガブル無安定マルチバイブレータの出力が与え
られたリトリガブル・ワンシヨツトマルチバイブ
レータで、ここからの出力はアンド回路７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄの一方の入力に夫々与えられてい
る。

このような構成の実施例装置の動作について、
第２図の波形図に従い説明を行う。第２図ａに示
す如き基本クロツクパルスが与えられると、リト
リガブル無安定マルチバイブレータ１０は、第２
図ｂに示す如く周期T1で自由発振する。この間
において前記基本クロツクパルスが入るとリトリ
ガーされ、負パルスを発生する。

リトリガブル・ワンシヨツトマルチバイブレー
タ１２は、リトリガブル無安定マルチバイブレー
タ１０の出力の立下りでトリガーされ、第２図ｃ
に示す如き一定パルス幅τ′の正パルスを発生す
る。このパルスが終らないうちに、再びトリガー
されると、その時点からさらにパルス幅τ′のパル
スを発生する。

第２図ｄ，ｆ，ｈ，ｊの波形は相パルス発生器
５からの４相の相パルス出力を示す。これら相パ
ルスはアンド回路７ａ〜７ｄの一方の入力に加え
られ、他方の入力に加えられたリトリガブル・ワ
ンシヨツトマルチバイブレータ１２からの出力と
の間で論理積がとられる。

第２図ｅ，ｇ，ｉ，ｋはアンド回路７ａ〜７ｄ
の各出力を表わす。これらの図において、斜線で
示した期間、巻線９ａ〜９ｂに励磁電流が流れ、
パルスモータ９が間欠駆動される。

第２図から明らかなように、第２図ａの基本ク
ロツクパルスの周波数が低く、周期Ｔとリトリガ
ブル無安定マルチバイブレータ１０の出力パルス
の周期T1との関係が、T1＜Ｔのとき、オンオフ
デユーテイ比は略 τ′／T1 …(1) と一定となる。基本クロツクパルスの周波数が上
つて、τ′＜Ｔ＜T1のとき、オンオフデユーテイ
比は、 τ′／Ｔ …(2) となり、基本クロツクパルスの周波数が上るに従
い、オンオフデユーテイ比は増加する。基本クロ
ツクパルスの周波数が更に上つて、Ｔ≦τ′になつ
たとき、オンオフデユーテイ比は１となる。

第３図はこのような本考案実施例回路の駆動周
期とオンオフデユーテイ比との関係を示す特性図
で、縦軸はオンオフデユーテイ比、横軸は駆動周
期Ｔを表わす。この図から、明らかなように、周
期Ｔが大きくなるに従つてオンオフデユーテイ比
はτ′／T1に近くなり、駆動周期Ｔが小さくなる
とオンオフデユーテイ比は１となる。

第４図は、縦軸をオンオフデユーテイ比そのま
まにして、横軸を駆動周波数（＝１／Ｔ）にし
て、第３図の特性図を書き改めたものである。

ところで、パルスモータを定電圧駆動した場
合、第５図に示すように、励磁電流Ｉは駆動周波
数が上るにつれて減少する（縦軸：励磁電流、
横軸：駆動周波数）。

本考案実施例回路は、第４図に示すようなオン
オフデユーテイ特性を持つている為、本考案によ
る励磁電流I′は駆動周波数に対し第６図のよう
な関係となる。即ち、駆動周波数が低い低速域に
おいて低いオンオフデユーテイ比で駆動し、駆動
周波数が高くなるにつれてオンオフデーテイ比が
増加し、駆動周波数が高い高速域においてオンオ
フデーテイ比を１とし励磁電流に制限を付けない
状態でパルスモータ９を駆動するようにしてい
る。

この結果、第６図中、Ｕで示す低周波数範囲で
は、何にも制限を付けない場合（点線で示す）、
に比較して、励磁電流の変化幅が小さく押えら
れ、低消費電力化がはかられると共に、パルスモ
ータ９の回転方向と逆向きの負荷トルクがあつて
も、一定のオンオフデユーテイ比で駆動される為
逆回転する前に再励磁され、正常な低速回転が維
持出来る。

更に、高速域では、オンオフデユーテイ比を
100％に近づけ、励磁電流I′に制限を付けないよ
うにしている為、励磁電流の減少を最小限に押え
ることが出来る。

第７図は本考案の他の実施例回路を示すブロツ
ク線図である。図中、第１図における要素と同じ
要素には同一符号を付し、これらについての説明
は省略する。１３はトリガー端子が２以上あるリ
トリガブル・ワンシヨツトマルチバイブレータ、
１４はリトリガブルでない無安定マルチバイブレ
ータである。リトリガブル・ワンシヨツトマルチ
バイブレータ１３の一方のトリガー端子には無安
定マルチバイブレータ１４の出力が加えられ、も
う一つのトリガー端子には基本クロツクパルスが
与えられている。このような構成によつても第１
図の本考案実施例回路の場合と同様な特性か得ら
れる。

この回路の動作について第８図の波形図に従い
説明を行う。第８図ａは基本クロツクパルスの波
形図、第８図ｂは前記基本クロツクパルスと無関
係に周期T1で自由発振している無安定マルチバ
イブレータ１４の出力波形図である。

第８図ｃはリトリガブル・ワンシヨツトマルチ
バイブレータ１３の出力波形図で、無安定マルチ
バイブレータ１４の出力の立下りでトリガーさ
れ、一定パルス幅τ′の正パルスを発生する。この
パルスが終らないうちに、前記基本クロツクパル
スで再トリガーされると、その時点からさらにパ
ルス幅τ′のパルスを発生する。

第８図ｄ，ｆ，ｈ，ｊは相パルス発生器５から
の４相の相パルス出力を表わす。第８図ｅ，ｇ，
ｉ，ｋはアンド回路７ａ〜７ｄの各出力を表し、
斜線で示した期間においてパルスモータ９が駆動
される。

第１図の実施例回路の場合、リトリガブル・無
安定マルチバイブレータ１０とリトリガブル・ワ
ンシヨツトマルチバイブレータ１２とを直列接続
し、このリトリガブル・ワンシヨツトマルチバイ
ブレータから第２図ｃに示す出力を得ているが、
本実施例回路におけるように、リトリガブル・ワ
ンシヨツトマルチバイブレータ１３に無安定マル
チバイブレータ１４の出力と基本クロツクパルス
とをトリガー入力として与えても、第１図の実施
例回路の場合と同様な出力が得られる（第８図ｃ
参照）。

〈考案の効果〉 本考案によれば、低速域で低消費電力化がはか
られると共に、パルスモータの回転方向と逆向き
の負荷トルクがあつても、一定のオンオフデユー
テイ比で駆動され、逆回転する前に再励磁される
為、正常な低速回転が維持出来る。

更に、高速域では、オンオフデユーテイ比を
100％に近づけ、励磁電流に制限をかけないよう
にしている為、駆動周波数の高い領域での励磁電
流の減少を最小限に押えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例回路のブロツク線図、
第２図乃至第６図は第１図の本考案実施例回路の
動作説明図、第７図は本考案の他の実施例回路を
示すブロツク線図、第８図は第７図の本考案実施
例回路の動作説明図、第９図は従来回路のブロツ
ク線図、第１０図は第９図に示す回路の動作説明
図である。 ３……演算部、４……プログラマブル分周器、
５……相パルス発生器、７……ゲート回路、８…
…ドライバー回路、９……パルスモータ、１０…
…リトリガブル無安定マルチバイブレータ、１２
……リトリガブル・ワンシヨツトマルチバイブレ
ータ、１３……トリガー端子が２以上あるリトリ
ガブル・ワンシヨツトマルチバイブレータ、１４
……無安定マルチバイブレータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御すべきパルスモータの回転速度設定信号に
   周期Ｔが対応したパルスを発生する基本クロツク
   パルス発生手段と、前記基本クロツクパルスに基
   き一定位相ずつずれた複数のパルスを発生する相
   パルス発生手段と、一定周期T1でパルスを自由
   発振する無安定マルチバイブレータと、前記基本
   クロツクパルス及び前記無安定マルチバイブレー
   タの出力パルスに基づき一定パルス幅τ′のパルス
   を発生するリトリガブル・ワンシヨツトマルチバ
   イブレータと、前記相パルス発生手段からの各相
   パルスと前記リトリガブル・ワンシヨツトマルチ
   バイブレータの出力パルスとの論理積をとる複数
   のゲート回路と、これらゲート回路の出力に基き
   前記パルスモータの巻線に励磁電流を供給する手
   段とを具備し、前記基本クロツクパルスの周期Ｔ
   と前記無安定マルチバイブレータの出力パルスの
   周期T1とがT1＜Ｔの関係にあるとき前記パルス
   モータをτ′／T1なる一定のオンオフデイーテイ
   比で制御し、τ′＜Ｔ＜T1の関係にあるとき、前
   記基本クロツクパルスの周期に応じて変化する
   τ′／Ｔなるオンオフデユーテイ比で制御し、Ｔ≦
   τ′の関係にあるときオンオフデユーテイ比１で制
   御したことを特徴とするパルスモータ駆動回路。