JPH06343288A - 直流モータの電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷が軽くなった場合には自動的に直流モー
タを高速回転にせしめる直流モータの電源回路を提供す
る。 【構成】 記憶部２２には直流モータ７への負荷電流の
最大電流値１０Ａと最小電流値５Ａとが記憶されてい
る。印加電圧やデューティ比の大小に応じて回転速度が
決定される直流モータ７への負荷電流は、電流値検出部
２５により検出される。そして、高速スイッチ２３ｂが
押下されている場合には、電流値検出部２５の検出値が
最小値以下の場合は制御部２１が高電圧又は高デューテ
ィ比の電流を直流モータ７に印加せしめ、直流モータ７
を高速回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流モータの電源回路に
係り、特に魚釣用の電動リール等に使用される直流モー
タの電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の魚釣用の電動リールに使用される
一般的な直流モータ（以下、モータと記す）の特性は、
次の通りである。 モータへの供給電流のデューティ比を高くすると、回
転速度が上昇され、回転トルクが下降される。 モータの定格電圧により規制される回転トルク以上の
負荷がモータに加えられると（釣糸巻上時の釣糸の張力
等）、モータへの負荷電流が上昇される。 前記負荷電流の上昇された状態が長時間継続される
と、モータが過熱され焼損される。 従って、前記負荷電流の上昇状態が検知された場合
は、焼損防止のためにモータへの供給電流のデューティ
比を下げる。 モータへの供給電流のデューティ比が下げられると、
回転速度が低下され、回転トルクが上昇される。 回転トルクが上昇し、モータの定格電圧により規制さ
れる回転トルク低下の負荷となると、モータへの負荷電
波が下降して、モータの加熱・焼損が防止される。

【０００３】そして、かかる特性を有するモータを使用
し、魚釣用の電動リールの回転速度を、魚が掛かってい
るか否か又は釣り魚の種類や重錘の重量などの状況に応
じて制御するための各種の直流モータの電源回路が提案
されている。

【０００４】提案の１は、本件出願人の提案であって、
例えば、魚針に魚が掛かっていない場合の糸を巻き取る
際に、昇圧用コイルに蓄えられた逆起電力を通常の電池
電圧に重畳することにより、モータの定格電圧（最大
値、例えば、１２Ｖ）以上の電圧（例えば、１４Ｖ）を
印加して該モータを高速回転・高トルクにせしめ、効率
良く糸を巻き上げるようにした提案である（実開平４−
９８８８５号公報）。なお、モータに定格電圧以上の電
圧を印加しても（例えば、１４Ｖ）、超過電圧が比較的
低く、且つ、釣糸巻上時の釣糸の張力等によるモータへ
の負荷が軽ければ前記モータが過熱するおそれはない。

【０００５】また、提案の２は、例えば、魚針に魚が掛
かかっていない糸を巻き取る場合または軽負荷の場合
に、複数用意された電源電圧の内の最適電圧を選択し、
モータを最適な回転速度で回転せしめ、効率良く糸を巻
き上げるようにすると共に、単一の所定のモータへの負
荷電流値を設定して、これをモータへの負荷電流検出値
が越えるか否かによりモータの回転速度を切替えるよう
にした提案である（実開平３−９１７７５号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
２の提案は、モータへの負荷電流値が設定された単一の
負荷電流値を越えるか否かによりモータの回転速度を切
替えるために、頻繁にモータの回転速度、即ち、釣糸の
巻取速度の変更が行われ、釣人に切替時のショックによ
る不快感を与えるおそれがあるのみならず、モータの回
転速度が変わる都度、釣糸の張力、即ち、スプールへの
釣糸の巻着力が異なるためにスプールに巻着した釣糸が
くずれて乱巻きとなる等の原因となった。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決するため
になされたものであり、モータへの負荷が軽くなった場
合には自動的にモータを高速回転にせしめ、モータへの
負荷が重くなった場合には自動的に低速回転にせしめて
モータの焼損を防止し、また、モータの回転速度の切替
頻度を低減させしめて、釣人に不快感を与えないように
すると共に、スプールに巻着する釣糸の乱巻き等のトラ
ブルを防止した直流モータの電源回路を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、直流モータの端子間の供給電流の電圧又は
デューティ比を変更することにより、前記直流モータの
回転速度を高速または低速の２段階に切替えて回転せし
めるようにした直流モータの電源回路において、前記直
流モータへの負荷電流を検出する電流検出部と、前記直
流モータへの負荷電流の最大値と最小値とを予め記憶し
た記憶部と、前記電流検出部で検出された検出値と前記
記憶部に記憶された記憶値とを比較し、前記検出値が最
大値を越えた場合には前記低電圧又はデューティ比を低
下した電流を直流モータに供給して低速回転で駆動せし
め、前記検出値が最小値以下の場合は前記高電圧又はデ
ューティ比を高くした電流を直流モータに供給して高速
回転で駆動せしめるように制御する制御部と、を備え
た。

【０００９】

【作用】モータへの負荷に基づく負荷電流値は、電流検
出部により検出される。該電流検出部により検出された
電流値が、記憶部に記憶された最大電流値より大きい場
合には、制御部は電圧又はデューティ比を低下した電流
をモータに供給するように制御する。この電流供給によ
り前記モータは低速回転となる。また、前記電流検出部
により検出された電流値が、記憶部に記憶された最小電
流値より小さい場合には、制御部は電圧又はデューティ
比を高くした電流をモータに供給するように制御する。
この電流供給により前記モータは高速回転となる。従っ
て、前記モータの負荷電流値が記憶部の最小値より低く
なった場合（即ち、低速回転）には、自動的にモータは
高速回転される。逆に、前記モータの負荷電流が記憶部
の最大値より高くなった場合（即ち、高速回転）には、
自動的にモータは低速回転される。

【００１０】また、前記記憶部の最大負荷電流値と最小
負荷電流値の差を大きくしておけば（例えば、１０Ａと
５Ａ）、速度切替えが頻繁に行われない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１に本発明の実施例の直流モータの電源回路Ｓ
の回路ブロック図を示し、図２，図３に前記実施例の動
作フローチャートを示す。

【００１２】図１に示すように、電源回路Ｓは、電池３
およびモータ７等を含むモータ駆動部Ｄと、制御部２１
および電流値検出部２５等を含むモータ速度制御部Ｃと
により構成されている。

【００１３】先ず、前記モータ駆動部Ｄの構成を説明す
る。昇圧用のコイル１とスイッチング素子である第１Ｆ
ＥＴ２との直列回路が、充電可能なニッケル・カドミユ
ーム電池等からなる１２Ｖの電池３に並列接続され、該
電池３の負極は接地されている。前記コイル１の両端
Ｑ，Ｐには電流方向規制用の第１，第２ダイオード４，
５のそれぞれのアノードが接続され、前記各ダイオード
４，５のアノードは電流規制用のコンデンサ６の正端子
に接続されると共に、モータ７の一方の端子に接続され
ている。前記コンデンサ６の負端子は接地され、前記モ
ータ７の他方の端子はスイッチング素子である第２ＦＥ
Ｔ８を介して接地されている。前記モータ７の回転速度
を制御するためには、その端子間電圧を制御すればよ
い。前記第１，第２ＦＥＴ２，８のそれぞれのゲート
は、それぞれ端子９，１１を介してモータ速度制御部Ｃ
を構成する切換スイッチ２４の第１，第２出力端子２４
ａ，２４ｂに接続されている。

【００１４】次に、前記モータ速度制御部Ｃの構成を説
明する。マイクロコンピュータ等からなる制御部２１に
は、モータ７への負荷電流の最大値（例えば、１０Ａ）
と最小値（例えば、５Ａ）がそれぞれ記憶されたＲＯＭ
等からなる記憶部２２と、モータ７の通常速度回転，高
速回転等を指示する通常速度スイッチ２３ａ，高速スイ
ッチ２３ｂを有する指示入力部２３と、通常速度回転，
高速回転の切り換えを行う切換スイッチ２４と、前記モ
ータ７に配設され、該モータ７への負荷電流を検出する
電流値検出部２５の出力部２５ａとが接続されている。

【００１５】尚、電流値検出部２５は、低い抵抗値の直
流抵抗体等からなる。次に、電源回路Ｓの動作を、通
常速度回転（図２）と、高速回転（図３）とに分けて
説明する。通常速度回転 この場合は、例えば、魚が釣れて、モータに負荷が掛か
った時の通常回転による釣糸の巻き取りの場合であり、
モータの回転速度は遅い。

【００１６】図２に示すように、指示入力部２３の通常
速度スイッチ２３ａを押下すると（ステップＳ１）、制
御部２１を介して切換スイッチ２４の第２端子２４ｂか
らモータ駆動信号Ｍ₁ が出力される（ステップＳ２）。
すると、第２ＦＥＴ７がオンされ、電流はダイオード４
を介して符号Ａの経路によりモータ７へ流れる。この場
合の電流値検出部２５およびモータ７の端子間電圧は、
途中の損失を無視すると電池３の直流電圧（例えば、１
２Ｖ）になる。従って、モータ７はモータの定格（この
場合は、１２Ｖ）で通常速度で回転される（ステップＳ
３）。高速回転 この場合は、例えば、魚が釣れず、繰り出された糸を高
速で巻き取る場合であり、モータの回転速度は速い。

【００１７】図３に示すように、指示入力部２３の高速
スイッチ２３ｂを押下すると（ステップＳ１１）、制御
部２１を介して切換スイッチ２４の第２端子２４ｂから
モータ駆動信号Ｍ₁ が出力され（ステップＳ１２）、第
２ＦＥＴ８がオンされ、前記符号Ａの経路によりモータ
７へ流れる。この場合にモータ７は、前述と同様に設定
最高電圧（この場合は、１２Ｖ）で通常速度で回転され
る（ステップＳ１３）。更に、制御部２１を介して切換
スイッチ２４の第１端子２４ａから昇圧指示信号Ｕ₁ が
出力されると（ステップＳ１４）、第１ＦＥＴ２がオン
されて昇圧用コイル１に電流が流れ（ステップＳ１
５）、該昇圧用コイル１に逆起電力（例えば、２Ｖ）が
発生される。この場合、Ｐ点の電圧は２Ｖになり、電流
は符号Ｂの経路で第２ダイオード５を介してモータ７に
流れる。従って、途中の損失を無視するとＱ点の電圧１
２ＶにＰ点の電圧２Ｖが重畳されてモータ７には１４Ｖ
が印加されるのでモータ７は高速回転され（ステップＳ
１６）、その際にモータ７に流れる負荷電流が電流値検
出部２５により検出される。なお、この場合、魚が掛か
っていない等のように、釣糸に張力がかからない状況が
望ましい。

【００１８】この負荷電流検出値（例えば、８Ａ）と記
憶部２２に記憶された第１設定値（最大電流値、１０
Ａ）とが比較され（ステップＳ１７）、負荷電流検出値
の方が第１設定値より小さい場合には（ステップＳ１
７；ＮＯ）、ステップＳ１４に戻りモータ７の高速回転
が継続される（Ｓ１４〜Ｓ１７；ＮＯ）。かかる動作を
模式的に示すと、図４の［８Ａにおける「昇圧を継
続」］の部分が該当する。

【００１９】また、前記ステップＳ１７において、負荷
電流検出値（例えば、１２Ａ）の方が第１設定値（１０
Ａ）より大きい場合には（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、
制御部２１を介して切換スイッチ２４の第１端子２４ａ
から昇圧解除信号Ｕ₂ が出力され（ステップＳ１８）、
第１ＦＥＴ２がオフされるので昇圧用コイル１の通電が
阻止される（ステップＳ１９）。その結果、モータ７に
は符号Ａの経路の電圧（即ち、１２Ｖ）が印加され、モ
ータ７は通常回転となる（ステップＳ２０）。更に、そ
の際の負荷電流検出値（例えば、４Ａ）が第２設定値
（最小値、５Ａ）と比較され、該負荷電流検出値が第２
設定値より小さい場合にはステップＳ１４に戻って（ス
テップＳ２１；ＹＥＳ）、再度昇圧指示がなされて高速
回転が行われる。前記図４において、［４Ａにおける
「高電圧を供給」］の部分が該当する。

【００２０】また、前記負荷電流検出値（例えば、８
Ａ）が第２設定値より大きい場合には（ステップＳ２
１；ＮＯ）、ステップＳ１８に戻り、引き続き昇圧解除
信号が継続される。前記図４において、［８Ａにおける
「昇圧解除を継続」］の部分が該当する。

【００２１】即ち、図４において、負荷電流が最大値
（１０Ａ）を越えている場合には（例えば、１２Ａ）、
低電圧（１２Ｖ）をモータ７に供給して通常回転にせし
め、負荷電流が最小値（５Ａ）以下の場合には（例え
ば、４Ａ）、高電圧（１４Ｖ）をモータ７に供給して高
速回転にせしめる。また、前記最大値と最小値の中間
（例えば、８Ａ）の場合には、それまでの昇圧動作（ス
テップＳ１３〜Ｓ１７）または昇圧解除動作（ステップ
Ｓ１８〜Ｓ２１）を継続する。

【００２２】このようにすれば、魚が掛かっていない状
態で高速回転中（１４Ｖ）に、船のローリング等による
過大な負荷が掛かり負荷電流検出値が１０Ａを越えた時
には自動的にモータへの供給電圧値１２Ｖに低下させて
通常運転をし、その後、前記過大な負荷が無くなりモー
タへの負荷電流が小さくなる（５Ａ以下）と、自動的に
モータへの供給電圧を１４Ｖに高めて高速回転を行う。

【００２３】また、最大値（１０Ａ）と最小値（５Ａ）
との差を大きくしておけば、速度切換えが頻繁に行われ
ず、切替えに伴うショックが少なく、釣人に不快感を頻
繁に与えることがない。

【００２４】更にまた、連続切替が頻繁に行われていな
いので、スプールへの釣糸の巻着力が頻繁に異ならずス
プールに巻着した釣糸のくずれ等を防止している。な
お、本実施例では１個の直流電源に昇圧用コイルを並列
接続して、高電圧と低電圧との電流をモータに印加し得
るようにしたが、前述の従来技術に記載のように、異な
るデューティ比を電圧を設定した変速スイッチ素子に切
換スイッチ２４を接続してもよく、また、複数の電池を
用意して出力電圧を切替え可能にしておき、高圧と低圧
を印加してもよいのは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ータへの負荷電流の供給される最大電流値と最小電流値
を記憶しておき、電流値検出部で検出された現実の電流
値と前記記憶値とを比較し、最大値を越えている場合に
はモータを低速回転する電流を供給し、最小値以下の場
合にはモータを高速回転する電流を供給するように制御
しているので、例えばモータへの負荷が軽くモータへの
負荷電流が小さい場合には自動的にモータを高速回転す
る電流をモータに印加して、該モータを高速回転させる
ことができる。

【００２６】また、モータの回転速度の切替え頻度の低
減が図れるので快適な釣りが行われるのみならず、スプ
ールへの釣糸との乱巻き等のトラブルを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図である。

【図２】前記実施例における通常回転の場合の動作フロ
ーチャートである。

【図３】前記実施例における高速回転の場合の動作フロ
ーチャートである。

【図４】図３に示す動作フローチャートを模式的に示し
た図である。

【符号の説明】

Ａ…１２Ｖの印加経路 Ｂ…２Ｖの重畳印加経路 Ｃ…モータ速度制御部 Ｄ…モータ駆動部 Ｓ…電源回路 １…昇圧用コイル ２，８…スイッチング用のＦＥＴ ３…電池 ７…直流モータ ２１…制御部 ２２…記憶部 ２３…指示入力部 ２３ａ…通常速度スイッチ ２３ｂ…高速スイッチ ２４…切換スイッチ ２５…電流値検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流モータの端子間の供給電流の電圧、
   又は、デューティ比を変更することにより、前記直流モ
   ータの回転速度を高速または低速の２段階に切替えて回
   転せしめるようにした直流モータの電源回路において、 前記直流モータへの負荷電流を検出する電流検出部と、 前記直流モータへの負荷電流の最大値と最小値とを予め
   記憶した記憶部と、 前記電流検出部で検出された検出値と前記記憶部に記憶
   された記憶値とを比較し、前記検出値が最大値を越えた
   場合には前記低電圧、又は、デューティ比を低下した電
   流を直流モータに供給して低速回転で駆動せしめ、前記
   検出値が最小値以下の場合は前記高電圧、又は、デュー
   ティ比を高くした電流を直流モータに供給して高速回転
   で駆動せしめるように制御する制御部と、 を備えたことを特徴とする直流モータの電源回路。