JPH0711897U - 直流モータ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動車等において、速度の制御性が良く、汎
用性があり、小型で安価に作製可能な直流モータ駆動回
路を提供する。 【構成】 制御部２１において、発振器２１１でパルス
信号を生成し、そのパルス幅をパルス幅調整回路２１２
にて速度制御レバーの可変抵抗器５１に応じて可変し、
バッファ回路２１３から出力する。このパルス信号をド
ライブアンプ２２で増幅して直流モータの電機子１１に
駆動信号として印加し、その回転速度を滑らかに制御性
よく制御する。ここで、直流モータ１の機種に影響され
ない制御部２１と、直流モータ１の機種によって素子等
が変わるドライブアンプ２２とを分離した構成とする。
これにより、制御部２１に汎用性と経済性を持たせ、か
つ制御部２１を小型に作製可能とする一方、ドライブア
ンプ２２の取り付けを自由にして、全体としても小型に
作製可能にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、比較的小型の電動車等に好適な直流モータ駆動回路に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、この種の電動車としては、駅構内や工場、市場等における荷物運搬 車、あるいは老人等の歩行困難者用の電動車、身体障害者用の電動の車椅子等が ある。これらにおいては、駆動源としてバッテリを電源とする直流モータが使用 されており、必要に応じて速度が可変できるようになっている。一般に、その速 度の可変は、直流モータへ印加する電機子電流をモータ駆動回路を用いて増減す ることでなされている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の電動車で用いられている直流モータの駆動回路は、 機種毎に専用に作られていて汎用性がなく、大型で高価であった。また、電動車 の発進・停止時等においてショックを発生させ、改善が求められていた。

【０００４】 本考案は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、速 度の制御性が良く、汎用性があり、小型で安価に作製可能な直流モータ駆動回路 を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、本考案の直流モータ駆動回路においては、パルス 信号を生成する発振回路、該パルス信号のパルス幅および／または周期を可変抵 抗器の抵抗値に応じて可変するパルス調整回路、およびバッファ回路とから成る 制御部と、該バッファ回路からのパルス信号を増幅して直流モータの電機子に駆 動信号として印加する駆動回路部と、を分離して具備する構成としている。

【０００６】

【作用】

本考案の直流モータ駆動回路では、制御部でパルス信号のパルス幅もしくは周 期またはその両方を可変し、これを駆動回路部で増幅して瞬時的には大きな電流 を直流モータの電機子に印加することにより、モータの回転数の制御を滑らかに 制御性良く行えるようにして、電動車等に適用した場合の発進・停止時のショッ クをなくす。また、直流モータの機種に影響されない制御部と、直流モータの機 種によって素子等が変わる駆動回路部とを分離することにより、制御部には汎用 性と経済性を持たせ、かつ小型に作製可能とし、一方、駆動回路部には取り付け に自由度を持たせて、全体としても小型に作製できるようにしている。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

【０００８】 図１は本考案の一実施例の回路構成を示すブロック図である。本実施例では、 電動車の駆動源に適用した場合を例として説明する。図において、１は直流モー タ（以下、単にモータと略記する）、２はモータ駆動回路、３はバッテリ、４は 電源スイッチ、５はアクセルに相当する速度制御レバーである。モータ１は、電 機子１１と界磁巻線１２を有している。モータ駆動回路２は、制御部２１と、駆 動回路部であるドライブアンプ２２とに分離され、電源回路２３を有している。 さらに、制御部２１は、発振器２１１と、パルス幅調整回路２１２と、バッファ 回路２１３とから成る。速度制御レバー５は、可変抵抗器５１と、緊急停止用ス イッチ５２とから成る。

【０００９】 上記構成において、発振器２１１では、例えば８ＫＨｚ程度のパルス信号が作 成され、そのパルス信号のパルス幅がパルス幅調整回路２１２において速度制御 レバー５の可変抵抗器５１の抵抗値に従って変化するように構成されている。パ ルス幅の調整されたパルス信号は、バッファ回路２１３を介してドライブアンプ ２２へ送出される。ドライブアンプ２２では、バッファ回路２１３からのパルス 信号を増幅し、駆動信号に変換してモータの電機子１１へ印加する。上記パルス 幅の長短によって、モータ１の回転速度を速くしたり遅くしたりすることができ る。電源回路２３は、電源スイッチ４を通してバッテリ３から例えばＤＣ２４Ｖ の電源供給を受け、電圧変換等を行って、制御部２１、ドライブアンプ２２へ回 路電源を供給するとともに、モータの界磁巻線１２に所定の電源を供給する。

【００１０】 速度制御レバー５は付勢力で所定位置に復帰可能なレバーを有し、そのレバー の回動に応じて回転型の可変抵抗器５１が回動され、抵抗値が変化するように構 成されており、さらに、レバーを解放するとその復帰位置において、スイッチ５ ２をオン（またはオフ）させ、緊急停止信号を発生できるようになっている。前 述した通り、可変抵抗器５１の抵抗値変化はパルス幅調整回路２１２に入力され て、その抵抗値変化に応じてモータ１の回転速度が制御され、電動車の速度を０ から最大速度まで可変できる。また、緊急停止信号もパルス幅調整回路２１２に 入力され、パルス信号の出力を停止させることでモータ１を停止させ、暴走等を 防止できるようにしている。なお、緊急停止は、上記緊急停止信号で発振器２１ １を停止させたり、電源回路２３の入力または出力を遮断して全回路もしくはモ ータ１への電源供給を停止させたりすることによっても、可能である。また、速 度制御レバー５としては、手動式でも足踏式でも良い。

【００１１】 図２に、上記実施例の回路例を具体例で示す。図２中の各ブロックは、図１中 の同一番号のブロックに対応している。

【００１２】 発振器２１１としては、タイマ用集積回路ＩＣ１と、可変抵抗器ＶＲ１、抵抗 器Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１から成る発振周期の時定数回路とで構成された無 安定マルチバイブレータが使用できる。本実施例では、上記時定数回路の時定数 を設定して、例えば８ＫＨｚ程度のパルス信号の発振出力を得る。

【００１３】 パルス幅調整回路２１２としては、タイマ用集積回路ＩＣ２と、可変抵抗器５ １，ＶＲ２、抵抗器Ｒ３、コンデンサＣ２から成るパルス幅の時定数回路とで構 成されたリトリガブルな単安定マルチバイブレータが使用できる。また、ＩＣ２ はリセット端子（４）付とし、その電位をローレベルにすると出力が停止される ものを用い、そのリセット端子の接続を、図１の緊急停止スイッチ５２に連動す るリレーＲＹ１の接点ｒｙ１でプルアップ抵抗Ｒ４（出力可）と０Ｖ（出力停止 ）とに切り替える。本回路２１２では、発振器２１１のパルス信号でトリガをか けて同期させる一方、パルス幅Ｔｏを図１の可変抵抗器５１の抵抗値変化に応じ て、例えば１０μｓ〜１２０μｓに変化させる。

【００１４】 バッファ回路２１３は、バッファ用集積回路ＩＣ３、抵抗器Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７ 、コンデンサＣ３、トランジスタＱ１などで構成し、例えばパルス幅調整回路２ １２の出力パルス信号の信号反転や波形整形、信号レベル変換等を行う。

【００１５】 ドライブアンプ２２は、例えばｎｐｎ形のパワートランジスタＱ２などを使用 する。パワートランジスタＱ２は、ベースがバッファ回路２１３のトランジスタ Ｑ１のコレクタに、コレクタがモータの電機子１１の一方の電極端子（Ｈ）に、 エミッタが０Ｖに接続され、トランジスタＱ１のコレクタ側抵抗Ｒ７から流れ出 すパルス信号電流でオンに制御され、電機子１１の他方の電極端子（Ａ）を＋２ ４Ｖに接続して上記パルス幅Ｔｏの間、駆動信号電流を流す。なお、モータの電 機子１１には並列に逆起電力防止用のダイオードＤ１を接続し、ノイズ防止用の コンデンサＣ４を端子（Ａ）と０Ｖとの間に接続している。

【００１６】 電源回路２３は、レギュレータ用集積回路ＩＣ４，ＩＣ５および平滑コンデン サなどを用いて、各回路２１１，２１２，２１３用の＋５Ｖ（１）電源とバッフ ァ回路２１３用の＋５Ｖ（２）電源を作成する。また、安全のためバッテリ３、 電源スイッチ４からの電源入力にヒューズＦ１，Ｆ２を挿入し、ヒューズＦ１， Ｆ２の後からモータの電機子１１および界磁巻線１２の一方の端子（Ｋ）に＋２ ４Ｖを供給する。界磁巻線１２の他方の端子（Ｊ）は０Ｖに接続される。

【００１７】 以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる。

【００１８】 本実施例では、制御部２１において一定周期のパルス信号のパルス幅を速度制 御レバー５の回動角度に応じて変化させ、これを駆動回路部に相当するドライブ アンプ２２で増幅してモータ１の電機子１１に印加することにより、モータ１の 回転速度の制御を簡単な回路で制御性良く滑らかに行うことができ、電動車の発 進・停止時のショックをなくすことができる。また、制御部２１はモータ１の機 種が変わっても素子等の定数を変える必要がない部分であり、汎用的に共通に使 用できるので、量産効果により経済性が得られるとともに、回路構成が簡単なの で、安価にかつ発熱も少ないので小型に作製することができる。本実施例では、 ドライブアンプ２２のみをモータの機種に対応させて、そのパワートランジスタ Ｑ２を変更すれば良い。パワートランジスタＱ２は、スイッチング動作により損 失が少ないため小型でよく、制御部２１とは分離して設けられるので、取り付け に自由度があり、モータ駆動回路２全体としても小型に作製可能となる。

【００１９】 なお、電源回路２３のうち制御部２１で必要とする電源を作成する部分は、制 御部２１内に含めても良い。上記実施例では、パルス信号のパルス幅を調整する 例を示したが、パルス幅は一定としてパルス信号の周期を調整したり、パルス幅 と周期の両方を連動させて制御したりしても、同様の作用効果が得られる。この ように本考案は、その主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得る ものである。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、本考案の直流モータ駆動回路によれば、直流モ ータの速度制御を滑らかに制御性良く行うことができ、電動車等に適用した場合 において、その発進・停止時のショックをなくすことができる。また、直流モー タの機種に影響されない制御部と、影響を受ける駆動回路部とを分離しているの で、制御部は汎用性と経済性が得られ、駆動回路部は取り付けが自由になり、全 体としても小型に構成できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図

【図２】上記実施例の具体的な回路例を示す図

【符号の説明】

１…直流モータ １１…電機子 ２…モータ駆動回路 ２１…制御部 ２１１…発振器 ２１２…パルス幅調整回路 ２１３…バッファ回路 ２２…ドライブアンプ ２３…電源回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス信号を生成する発振回路、該パル
   ス信号のパルス幅および／または周期を可変抵抗器の抵
   抗値に応じて可変するパルス調整回路、およびバッファ
   回路とから成る制御部と、 該バッファ回路からのパルス信号を増幅して直流モータ
   の電機子に駆動信号として印加する駆動回路部と、 を分離して具備することを特徴とする直流モータ駆動回
   路。