JPH11262292A - 直流電動機駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直流電動機の回転方向を切り換えるリレーの接
点を通して過大な電流が流れるのを防止して、リレーの
接点寿命を長くする。 【解決手段】正転指令スイッチ７がオン状態からオフ状
態にされた時に禁止信号発生回路１３から禁止信号を発
生させて直流電源３と切換回路１との間に設けた禁止ス
イッチ回路１２のＦＥＴを一定時間オフ状態にすること
により、電動機２の逆転動作を遅らせる。逆転指令スイ
ッチ８がオン状態からオフ状態にされた時には禁止信号
発生回路１４から禁止信号を発生させて禁止スイッチ回
路１２のＦＥＴを一定時間オフ状態にすることにより、
電動機２の正転動作を遅らせる。これにより電動機２の
回転方向を切り換える際に発電電流と電動機の起動電流
とが同じ位相で重畳されてリレーの接点に過大な電流が
流れるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電動機の回転
方向を切り換える機能を有する直流電動機駆動装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流電動機の回転方向を切り換える機能
を有する直流電動機駆動装置として、常閉接点と常開接
点とを有するトランスファ形の電磁リレーを２個使用し
て、電動機の電源入力端子に印加する直流電源電圧の極
性を切り換えるようにしたものが用いられている。図２
は従来のこの種の駆動装置の構成を示したもので、同図
において１は直流電動機２の一方の電源入力端子２ａ及
び他方の電源入力端子２ｂを第１の端子Ｔ1 及び第２の
端子Ｔ2 に切換接続する切換回路、３は切換回路１の第
１の端子Ｔ1 と第２の端子Ｔ2 との間に直流電圧を印加
するバッテリなどの直流電源、４は直流電源３と第１の
端子Ｔ1 との間に挿入された電源スイッチである。

【０００３】また５は、励磁された際に直流電動機２の
一方の電源入力端子２ａを第１の端子Ｔ1 に接続し、非
励磁状態にあるときに直流電動機２の一方の電源入力端
子２ａを第２の端子Ｔ2 に接続する正転用リレー、６
は、励磁された際に直流電動機２の他方の電源入力端子
２ｂを第１の端子Ｔ1 に接続し、非励磁状態にあるとき
に直流電動機２の他方の電源入力端子２ｂを第２の端子
Ｔ2 に接続する逆転用リレーで、これらのリレー５及び
６により切換回路１が構成されている。

【０００４】７及び８は直流電動機２を正転させる際及
び逆転させる際にそれぞれオン状態にされて正転用リレ
ー５及び逆転用リレー６にそれぞれ励磁電流を流す正転
指令スイッチ及び逆転指令スイッチである。

【０００５】図示の正転用リレー５は常開固定接点５ａ
及び常閉固定接点５ｂと、可動接点５ｃと、励磁コイル
５ｄとを有していて、励磁コイル５ｄが励磁状態にある
とき及び非励磁状態にあるときにそれぞれ可動接点５ｃ
が常開固定接点５ａ及び常閉固定接点５ｂに接触した状
態になる。同様に、逆転用リレー６は、常開固定接点６
ａ及び常閉固定接点６ｂと、可動接点６ｃと、励磁コイ
ル６ｄとを有していて、励磁コイル６ｄが励磁状態にあ
るとき及び非励磁状態にあるときにそれぞれ可動接点６
ｃが常開固定接点６ａ及び常閉固定接点６ｂに接触した
状態になる。

【０００６】正転用リレー５及び逆転用リレー６の常開
固定接点５ａ及び６ａは第１の端子Ｔ1 に接続され、第
１の端子Ｔ1 は直流電源３の一方の出力端子（図示の例
では正極側出力端子）３ａに電源スイッチ４を通して接
続されている。また正転用リレー５及び逆転用リレー６
の常閉固定接点５ｂ及び６ｂは第２の端子Ｔ2 に接続さ
れ、第２の端子Ｔ2 は、直流電源３の他方の出力端子
（図示の例では負極側出力端子）３ｂに直接接続されて
いる。

【０００７】正転用リレー５の可動接点５ｃは直流電動
機２の一方の電源入力端子２ａに接続され、逆転用リレ
ー６の可動接点６ｃは直流電動機２の他方の電源入力端
子２ｂに接続されている。

【０００８】正転用リレー５及び逆転用リレー６の励磁
コイル５ｄ及び６ｄの一端は電源スイッチ４を通して直
流電源３の一方の出力端子３ａに接続され、励磁コイル
５ｄ及び６ｄの他端はそれぞれ正転指令スイッチ７及び
逆転指令スイッチ８を通して直流電源３の他方の出力端
子３ｂに接続されている。

【０００９】図２の駆動装置においては、リレー５及び
６の励磁コイル５ｄ及び６ｄが共に非励磁状態にあると
きに、図示のように可動接点５ｃ及び６ｃが常閉固定接
点５ｂ及び６ｂに接触して、直流電動機２の電源入力端
子２ａ，２ｂ間を短絡することにより、電動機の電源入
力端子２ａ，２ｂ間に電源電圧が印加されないようにし
ている。

【００１０】電動機を正転させる場合には、電源スイッ
チ４を閉じた後、正転指令スイッチ７を閉じる。正転指
令スイッチが閉じられると、直流電源３から電源スイッ
チ４と励磁コイル５ｄと正転指令スイッチ７とを通して
電流が流れて励磁コイル５ｄが励磁されるため、可動接
点５ｃが常開固定接点５ａに接触する。これにより直流
電源３の一方の出力端子３ａ−電源スイッチ４−常開固
定接点５ａ−可動接点５ｃ−電動機の一方の電源入力端
子２ａ−電動機２の電機子コイル２Ａ−他方の電源入力
端子２ｂ−可動接点６ｃ−常閉固定接点６ｂ−直流電源
３の他方の出力端子３ｂの経路で直流電流が流れて、直
流電動機２が正方向に回転する。

【００１１】電動機を逆転させる際には、正転指令スイ
ッチ７を開き、逆転指令スイッチ８を閉じる。正転指令
スイッチ７を開き、逆転指令スイッチ８を閉じると、直
流電源３から逆転用リレー６の励磁コイル６ｄと逆転指
令スイッチ８とを通して電流が流れる。これにより励磁
コイル６ｄが励磁されて正転用リレー５の可動接点５ｃ
が常閉固定接点５ｂに接触し、逆転用リレー６の可動接
点６ｃが常開固定接点６ａに接触するため、直流電源３
の一方の出力端子３ａ−電源スイッチ４−常開固定接点
６ａ−可動接点６ｃ−電動機の他方の電源入力端子２ｂ
−電動機２の電機子コイル２Ａ−電動機の一方の電源入
力端子２ａ−可動接点５ｃ−常閉固定接点５ｂ−直流電
源３の他方の出力端子３ｂの経路で直流電流が流れて、
直流電動機２が逆方向に回転する。

【００１２】図２に示した例では、正転指令スイッチ７
及び逆転指令スイッチ８が手動スイッチからなっている
が、図３に示すように、トランジスタＱ1 及びＱ2 など
の半導体スイッチ素子を正転指令スイッチ７及び逆転指
令スイッチ８として用いて、マイクロコンピュータ等に
よりこれらのスイッチをオンオフ制御することにより、
電動機２の回転方向を切り換える制御器９が設けられる
場合もある。

【００１３】図２または図３に示した従来の直流電動機
駆動装置は、リレー５及び６を共に非励磁状態にして電
動機２を停止状態に保持する第１の動作モードと、リレ
ー５及び６をそれぞれ励磁状態及び非励磁状態として電
動機２を正回転させる第２の動作モードと、リレー５及
び６をそれぞれ非励磁状態及び励磁状態として電動機２
を逆転させる第３の動作モードとで使用される。リレー
５及び６の双方を励磁状態にするモードは、両リレーを
共に非励磁状態とする第１の動作モードと同様に電動機
の電源端子間が短絡されて電動機が停止した状態になる
ため、通常は使用しない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図２または図３に示し
た直流電動機駆動装置においては、リレー５及び６をそ
れぞれ励磁状態及び非励磁状態として電動機を正回転さ
せる第２の動作モードからリレー５及び６をそれぞれ非
励磁状態及び励磁状態として電動機を逆回転させる第３
の動作モードへとモードを切り換えた際、及び第３の動
作モードから第２の動作モードへとモードを切り換えた
際に、切換のタイミングによっては、リレー５及び６の
接点を通して流れる接点電流が電動機の起動電流を超え
ることがあるため、リレーの接点の寿命が短くなること
があった。

【００１５】図４（Ａ）は正転指令スイッチ７のオンオ
フ動作を示し、図４（Ｂ）は逆転指令スイッチ８のオン
オフ動作を示している。また図４（Ｃ）は電動機２の駆
動電流の波形を示している。

【００１６】今図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ1 で正
転指令スイッチ７がオン状態にされて正転用リレー５が
励磁されたとすると、可動接点５ｃが常開固定接点５ａ
に接触するため、電動機２に起動時のピーク電流ＩFPが
流れて該電動機が正方向に回転する。次いで時刻ｔ2 で
正転指令スイッチ７が開かれたとすると、その直後は、
電動機２の電源入力端子２ａ，２ｂ間が短絡された状態
にあるため、直流電源３から電動機への電流の供給がな
くなり、電動機は慣性で正方向に回転を続ける。このと
き電動機２は発電機として作用し、その発電電流ＩBF
が、電動機２−リレー５−リレー６−電動機２の経路
で、それまで流れていた正転時の駆動電流ＩF とは逆方
向に流れようとする。しかしながら、図４に示すよう
に、正転指令スイッチ７のオフ動作と逆転指令スイッチ
のオン動作とがほぼ同時に行われた場合には、電動機が
未だ正回転していて、発電電流ＩBFが流れている状態で
逆転起動時のピーク電流ＩRPが流れるため、リレー５及
び６の接点には、発電電流ＩBFと逆転起動時のピーク電
流ＩRPとを重畳した大きな電流ＩBF＋ＩRPが流れ、リレ
ーの接点の消耗が激しくなるという問題があった。電動
機を逆転状態から正転状態に切り換える際にも同様の問
題が生じる。

【００１７】リレーの接点の開閉寿命（寿命に至までの
接点の開閉の回数）と接点電流との間には図８に示すよ
うな関係があり、接点電流が増加すると、接点の開閉寿
命が大幅に短くなるため、リレーの接点電流はできるだ
け小さく抑えることが好ましい。

【００１８】電動機の回転方向を切り換える際に正転指
令スイッチまたは逆転指令スイッチを開いた後時間を置
いてから逆転指令スイッチまたは正転指令スイッチを閉
じるようにすれば、上記のような問題は生じないが、従
来は正転指令スイッチ及び逆転指令スイッチの操作の仕
方をユーザに任せていたため、リレーの接点の寿命を短
くするような使い方をされるのを防ぐことができず、期
待したリレーの接点寿命が得られないことがあった。

【００１９】本発明の目的は、電動機の回転方向を切り
換える際に、電動機の発電電流と起動時のピーク電流と
が同じ位相で重畳されてリレーの接点を流れるのを防い
で、リレーの接点寿命を短くなるのを防止した直流電動
機駆動装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１及び第２
の端子と、励磁された際に直流電動機の一方の電源入力
端子を前記第１の端子に接続し、非励磁状態にあるとき
に前記直流電動機の一方の電源入力端子を前記第２の端
子に接続する正転用リレーと、励磁された際に前記直流
電動機の他方の電源入力端子を前記第１の端子に接続
し、非励磁状態にあるときに前記直流電動機の他方の電
源入力端子を前記第２の端子に接続する逆転用リレーと
を有する切換回路と、切換回路の第１の端子と第２の端
子との間に電圧を印加する直流電源と、直流電動機を正
転させる際及び逆転させる際にそれぞれオン状態にされ
て直流電源から正転用リレー及び逆転用リレーにそれぞ
れ励磁電流を流す正転指令スイッチ及び逆転指令スイッ
チとを備えて、正転用リレー及び逆転用リレーがそれぞ
れ励磁状態及び非励磁状態にあるときに直流電動機を正
転させ、正転用リレー及び逆転用リレーがそれぞれ非励
磁状態及び励磁状態にあるときに直流電動機を逆転させ
る直流電動機駆動装置に係わるものである。

【００２１】本発明においては、正転指令スイッチがオ
ン状態からオフ状態にされた時に所定の時間幅を有する
第１の禁止信号を発生する第１の禁止信号発生回路と、
逆転指令スイッチがオン状態からオフ状態にされた時に
所定の時間幅を有する第２の禁止信号を出力する第２の
禁止信号発生回路と、直流電源と切換回路の第１の端子
との間、または直流電源と切換回路の第２の端子との間
に挿入されて、第１の禁止信号及び第２の禁止信号の少
なくとも一方が発生している間オフ状態を保持して直流
電源から直流電動機に電流が供給されるのを禁止し、第
１の禁止信号及び第２の禁止信号の双方が発生していな
いときにオン状態になって直流電源から直流電動機に電
流が供給されるのを許容する禁止スイッチ回路とを設け
た。

【００２２】本発明に係わる駆動装置では、正転指令ス
イッチがオン状態からオフ状態にされた時に、第１の禁
止信号発生回路が所定の時間幅を有する第１の禁止信号
を発生し、この第１の禁止信号が発生している間は禁止
スイッチ回路がオフ状態を保持して直流電動機に電流が
供給されるのを阻止する。従って、正転指令スイッチの
オフ動作と、逆転指令スイッチのオン動作とがほぼ同時
に行われた場合に、電動機が慣性により正回転を続けて
いる間に流れる発電電流ＩBFと逆回転方向への起動時の
ピーク電流ＩRPとが同じ位相で重畳されて過大な電流が
流れるのを防ぐことができる。

【００２３】また逆転指令スイッチがオン状態からオフ
状態にされた時には、第２の禁止信号発生回路が所定の
時間幅を有する第２の禁止信号を発生し、この第２の禁
止信号が発生している間禁止スイッチ回路がオフ状態を
保持して直流電動機に電流が供給されるのを阻止する。
従って、逆転指令スイッチのオフ動作と、逆転指令スイ
ッチのオン動作とがほぼ同時に行われた場合に、電動機
が慣性により逆回転を続けている間に流れる発電電流と
正回転方向への起動時のピーク電流とが同じ位相で重畳
されて過大な電流が流れるのを防ぐことができる。

【００２４】上記のように、本発明によれば、正転指令
スイッチのオフ動作と逆転指令スイッチのオン動作とが
ほぼ同時に行われたときに、第１の禁止信号発生回路及
び禁止スイッチ回路の働きにより、直流電動機に電流が
供給されるのを遅らせることができ、また逆転指令スイ
ッチのオフ動作と正転指令スイッチのオン動作とがほぼ
同時に行われたときに、第２の禁止信号発生回路及び禁
止スイッチ回路の働きにより、直流電動機に電流が供給
されるのを遅らせることができるため、発電電流と起動
電流とが同じ位相で重畳された過大な接点電流がリレー
に流れるのを防いで、リレーの接点寿命が短くなるのを
防ぐことができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる直流電動機
駆動装置の構成例を示したもので、同図において、１は
第１及び第２の端子Ｔ1 及びＴ2 と正転用リレー５及び
逆転用リレー６とダイオードＤ1 及びＤ2 とを有して直
流電源２の一方の電源入力端子２ａ及び他方の電源入力
端子２ｂを第１の端子Ｔ1 及び第２の端子Ｔ2 に切換接
続する切換回路、３はバッテリなどからなる直流電源、
４は電源スイッチである。また７及び８はそれぞれ正転
指令スイッチ及び逆転指令スイッチ、１１は直流電源３
の出力を入力として一定の直流電圧Ｅを発生する定電圧
直流電源回路、１２は禁止スイッチ回路、１３及び１４
はそれぞれ第１及び第２の禁止信号発生回路である。

【００２６】更に詳細に説明すると、正転用リレー５
は、図２に示した例と同様に、常開固定接点５ａ及び常
閉固定接点５ｂと、可動接点５ｃと、励磁コイル５ｄと
を有していて、励磁コイル５ｄが励磁状態にあるとき及
び非励磁状態にあるときにそれぞれ可動接点５ｃが常開
固定接点５ａ及び常閉固定接点５ｂに接触した状態にな
る。また逆転用リレー６は、常開固定接点６ａ及び常閉
固定接点６ｂと、可動接点６ｃと、励磁コイル６ｄとを
有していて、励磁コイル６ｄが励磁状態にあるとき及び
非励磁状態にあるときにそれぞれ可動接点６ｃが常開固
定接点６ａ及び常閉固定接点６ｂに接触した状態にな
る。

【００２７】正転用リレー５及び逆転用リレー６の常開
固定接点５ａ及び６ａは第１の端子Ｔ1 に接続され、常
閉接点５ｂ及び６ｂは第２の端子Ｔ2 に接続されてい
る。また正転用リレー５の可動接点５ｃ及び逆転用リレ
ー６の可動接点６ｃはそれぞれ直流電動機２の一方の電
源入力端子２ａ及び他方の電源入力端子２ｂに接続さ
れ、正転用リレー５の可動接点５ｃと常閉固定接点５ｂ
との間、及び逆転用リレー６の可動接点６ｃと常閉固定
接点６ｂとの間にそれぞれアノードを常閉固定接点５ｂ
及び６ｂ側に向けたダイオードＤ1 及びＤ2 が接続され
ている。

【００２８】切換回路１の第１の端子Ｔ1 はＭＯＳＦＥ
Ｔ Ｆ1 のドレインに接続され、第２の端子Ｔ2 は直流
電源３の負極側の出力端子に接続されている。ＦＥＴ
Ｆ1のソースは電源スイッチ４を通して直流電源３の正
極側出力端子３ａに接続され、該ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 の
ゲート及びソースにはそれぞれＰＮＰトランジスタＴＲ
1 のコレクタ及びエミッタが接続されている。トランジ
スタＴＲ1 のコレクタと接地間には抵抗Ｒ1 が接続さ
れ、該トランジスタＴＲ1 のベースエミッタ間には抵抗
Ｒ2 が接続されている。トランジスタＴＲ1 のベースに
はまた抵抗Ｒ3 の一端が接続され、ＦＥＴ Ｆ1 とトラ
ンジスタＴＲ1 と抵抗Ｒ1 ないしＲ3 とにより禁止スイ
ッチ回路１２が構成されている。

【００２９】正転用リレー５の励磁コイル５ｄの一端及
び逆転用リレー６の励磁コイル６ｄの一端は電源スイッ
チ４を通して直流電源３の正極側出力端子（一方の出力
端子）３ａに接続され、正転用リレー５の励磁コイル５
ｄの他端及び逆転用リレー６の励磁コイル６ｄの他端は
それぞれ正転指令スイッチ７及び逆転指令スイッチ８を
通して直流電源３の負極側端子（他方の出力端子）３ｂ
に接続されている。

【００３０】図示の正転指令スイッチ７は、エミッタが
直流電源３の負極側出力端子３ｂとともに接地されたＮ
ＰＮトランジスタＱ1 からなっていて、該トランジスタ
のコレクタが励磁コイル５ｄの他端に接続されている。
また逆転指令スイッチ８は、エミッタが直流電源３の負
極側出力端子３ｂとともに接地されたＮＰＮトランジス
タＱ2 からなっていて、該トランジスタのコレクタが励
磁コイル６ｄの他端に接続されている。

【００３１】トランジスタＱ1 は、電動機２を正転させ
る際に図示しない回路からベース電流が与えられてオン
状態にされ、電動機２を停止させる際及び逆転させる際
にオフ状態にされる。またトランジスタＱ2 は、電動機
２を逆転させる際に図示しない回路からベース電流が与
えられてオン状態にされ、電動機２を停止させる際及び
正転させる際にオフ状態にされる。

【００３２】第１の禁止信号発生回路１３は、エミッタ
が接地され、コレクタが禁止スイッチ回路１２の抵抗Ｒ
3 の他端に接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2 と、ト
ランジスタＴＲ2 のベースに抵抗Ｒ4 を通して出力端子
が接続され、電源端子に定電圧直流電源回路１１の出力
電圧Ｅが印加されたアンド回路Ａ1 と、アンド回路Ａ1
の一方の入力端子にアノードが接続されたダイオードＤ
3 と、アンド回路Ａ1の他方の入力端子と接地間に接続
されたタイマコンデンサＣ1 と、入力端子がアンド回路
Ａ1 の一方の入力端子に接続されるとともに出力端子が
抵抗Ｒ5 を通してコンデンサＣ1 の非接地側端子（アン
ド回路の他方の入力端子）に接続されたインバータ回路
Ｎ1 と、アンド回路Ａ1 の一方の入力端子と定電圧直流
電源回路１１の出力端子との間に接続された抵抗Ｒ6 と
からなっていて、ダイオードＤ3のカソードが正転指令
スイッチ７を構成するトランジスタＱ1 のコレクタに接
続されている。

【００３３】第１の禁止信号発生回路１３において、正
転指令スイッチ７を構成するトランジスタＱ1 がオン状
態になっている時には、図７（Ａ）の左端に示すよう
に、アンド回路Ａ1 の一方の入力端子の電位Ｖ1 が低レ
ベル（Ｌレベル）の状態になるため、図７（Ｃ）の左端
に示すように、アンド回路Ａ1 の出力端子の電位Ｖ3 は
低レベルの状態にある。このときトランジスタＴＲ2 は
オフ状態になっているため、そのコレクタの電位Ｖ4 は
高レベル（Ｈレベル）の状態にある。またこのときイン
バータ回路Ｎ1 の出力端子の電位が高レベルの状態にあ
るため、タイマコンデンサＣ1 は直流定電圧電源回路１
１から抵抗Ｒ5 を通して充電されており、図７（Ｂ）の
左端に示すように、アンド回路Ａ1 の他方の入力端子の
電位Ｖ2 は高レベルの状態にある。

【００３４】時刻ｔ1 で正転指令スイッチ７を構成する
トランジスタＱ1 がオン状態からオフ状態にされると、
図７（Ａ）に示すように、アンド回路Ａ1 の一方の入力
端子の電位Ｖ1 が高レベルの状態になる。このときコン
デンサＣ1 は既に充電されていて、アンド回路Ａ1 の他
方の入力端子の電位Ｖ2 が高レベルの状態にあるため、
図７（Ｃ）に示すように、アンド回路Ａ1 の出力端子の
電位Ｖ3 が高レベルの状態になる。アンド回路Ａ1 の出
力端子の電位Ｖ3 が高レベルの状態にあるため、トラン
ジスタＴＲ2 がオン状態になり、そのコレクタの電位Ｖ
4 は図７（Ｄ）に示すように低レベルの状態になる。

【００３５】また時刻ｔ1 でトランジスタＱ1 がオフ状
態になると、インバータ回路Ｎ1 の入力端子の電位が高
レベルの状態になるため、その出力端子の電位が低レベ
ル（接地レベル）の状態になる。従って、タイマコンデ
ンサＣ1 の電荷は抵抗Ｒ5 とインバータ回路Ｎ1 の出力
段とを通して一定の時定数で放電していき、図７（Ｂ）
に示すように、アンド回路Ａ1 の他方の入力端子の電位
（コンデンサＣ1 の端子電圧）Ｖ2 が低下していく。

【００３６】時刻ｔ1 から一定の時間τp が経過した時
刻ｔ2 でコンデンサＣ2 の両端の電圧Ｖ2 がしきい値レ
ベルＶTHよりも低くなると、図７（Ｃ）に示すように、
アンド回路Ａ1 の出力端子の電位Ｖ3 が低レベルの状態
になるため、トランジスタＴＲ2 がオフ状態になり、そ
のコレクタの電位Ｖ4 は図７（Ｄ）に示すように高レベ
ルの状態になる。図示の例では、トランジスタＴＲ4 の
コレクタエミッタ間に得られる一定の時間幅τp の低レ
ベルの信号（図７Ｄ）を第１の禁止信号として用いる。

【００３７】時刻ｔ3 において正転指令スイッチを構成
するトランジスタＱ1 がオフ状態からオン状態にされる
と、図７（Ａ）に示すように、アンド回路Ａ1 の一方の
入力端子の電位Ｖ1 が低レベルの状態になる。このとき
コンデンサＣ1 の両端の電圧はしきい値ＶTHよりも低く
なっていて、アンド回路Ａ1 の出力端子の電位Ｖ3 は既
に低レベルの状態になっているため、アンド回路Ａ1 の
出力端子の電位は変化せず、低レベルの状態を保持す
る。トランジスタＱ1 がオン状態にされることにより、
インバータ回路Ｎ1 の出力端子の電位が高くなるため、
タイマコンデンサＣ1 が充電され、図７（Ｂ）に示すよ
うにその端子電圧が上昇していく。

【００３８】上記のように、第１の禁止信号発生回路１
３は、正転指令スイッチ７がオン状態からオフ状態にさ
れた時にトランジスタＴＲ2 のコレクタエミッタ間に一
定の時間幅τp を有する低レベルの第１の禁止信号を発
生する。

【００３９】第２の禁止信号発生回路１４は、エミッタ
が接地され、コレクタが禁止スイッチ回路１２の抵抗Ｒ
3 の他端に接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2 ´と、
トランジスタＴＲ2 ´のベースに抵抗Ｒ4 ´を通して出
力端子が接続され、電源端子に定電圧直流電源回路１１
の出力電圧Ｅが印加されたアンド回路Ａ1 ´と、アンド
回路Ａ1 ´の一方の入力端子にアノードが接続されたダ
イオードＤ3 ´と、アンド回路Ａ1 ´の他方の入力端子
と接地間に接続されたタイマコンデンサＣ1 ´と、入力
端子がアンド回路Ａ1 ´の一方の入力端子に接続される
とともに出力端子が抵抗Ｒ5 ´を通してコンデンサＣ1
´の非接地側端子（アンド回路の他方の入力端子）に接
続されたインバータ回路Ｎ1 ´と、アンド回路Ａ1 ´の
一方の入力端子と定電圧直流電源回路１１の出力端子と
の間に接続された抵抗Ｒ6 ´とにより第１の禁止信号発
生回路１３と同様に構成されていて、ダイオードＤ3 ´
のカソードが逆転指令スイッチ８を構成するトランジス
タＱ2 のコレクタに接続されている。

【００４０】この第２の禁止信号発生回路１４の動作
は、逆転指令スイッチ８の動作に応答する点を除き、第
１の禁止信号発生回路１３の動作と同様であり、逆転指
令スイッチ８がオン状態からオフ状態にされた時にトラ
ンジスタＴＲ2 ´のコレクタエミッタ間に一定の時間幅
τp を有する低レベルの第２の禁止信号を発生する。

【００４１】第１の禁止信号発生回路１３の出力段のト
ランジスタＴＲ2 及び第２の禁止信号発生回路１４の出
力段のトランジスタＴＲ2 ´はオア回路を構成するよう
にそれぞれのコレクタが共通接続されて抵抗Ｒ3 を通し
て禁止スイッチ回路１２のトランジスタＴＲ1 のベース
に接続されている。トランジスタＴＲ2 及びＴＲ2 ´が
共にオフ状態にあるときには、禁止スイッチ回路１２の
トランジスタＴＲ1 がオフ状態にあるため、ＭＯＳＦＥ
Ｔ Ｆ1 がオンし得る状態にあり、直流電源３から切換
回路１を通して直流電動機２に電流が流れるのを許可し
ている。トランジスタＴＲ2 及びＴＲ2 ´の少なくとも
一方がオン状態になると、禁止スイッチ回路１２のトラ
ンジスタＴＲ1 がオン状態になってＭＯＳＦＥＴ Ｆ1
のゲートソース間を短絡するため、該ＦＥＴがオフ状態
になり、直流電源３から切換回路１に電流が流れるのを
禁止する。

【００４２】第１の禁止信号及び第２の禁止信号の時間
幅は任意に設定できるが、以下の説明では両禁止信号の
時間幅が等しいものとする。

【００４３】次に図５及び図６を参照して上記駆動装置
の動作を説明する。図５及び図６において、（Ａ）及び
（Ｂ）はそれぞれトランジスタＱ1 及びＱ2 のオンオフ
動作を示し、（Ｃ）は第１の禁止信号発生回路１３また
は第２の禁止信号発生回路１４が発生する禁止信号の波
形を示している。また（Ｄ）は直流電動機２に流れる電
機子電流Ｉａの波形を示している。

【００４４】また図５は禁止信号の時間幅τp が比較的
短い場合（τp ＝τp1の場合）を示し、図６は該禁止信
号の時間幅τp が図５よりも長い場合（τp ＝τp2＞τ
p1の場合）を示す。

【００４５】直流電動機２を駆動する際には先ず電源ス
イッチ４を閉じる。電源スイッチ４が閉じられた際に、
最初正転指令スイッチ７及び逆転指令スイッチ８をそれ
ぞれ構成するトランジスタＱ1 及びＱ2 が共にオフ状態
にあるとする。この時リレー５及び６の励磁コイル５ｄ
及び６ｄには励磁電流が流れないため、図示のように正
転用リレー５の可動接点５ｃ及び逆転用リレー６の可動
接点６ｃがそれぞれ常閉固定接点５ｂ及び６ｂに接触し
ている。この状態では、直流電動機２の電源入力端子２
ａ，２ｂ間が短絡されているため、該電動機は停止して
いる。

【００４６】トランジスタＱ1 及びＱ2 がオフ状態にあ
るときには、インバータ回路Ｎ1 及びＮ1 ´の出力が低
レベルであるため、タイマコンデンサＣ1 及びＣ1 ´の
電荷は抵抗Ｒ5 及びＲ5 ´を通して放電する。そのため
アンド回路Ａ1 及びＡ1 ´の出力はともに低レベルの状
態にあり、トランジスタＴＲ2 及びＴＲ2 ´は共にオフ
状態にある。このとき禁止スイッチ回路１２のトランジ
スタＴＲ1 がオフ状態にあるため、ＭＯＳＦＥＴ Ｆ1
はオンし得る状態にあり、直流電源３から切換回路１を
通して直流電動機２に電流が流れるのを許可している。

【００４７】電動機を正転させるため、図５（Ａ）また
は図６（Ａ）に示すように時刻ｔ1で正転指令スイッチ
７を構成するトランジスタＱ1 をオン状態にすると、励
磁コイル５ｄに電流が流れるため、正転用リレー５の可
動接点５ｃが常開固定接点５ａに接触し、直流電源３か
ら電源スイッチ４とＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 と正転用リレー
５の接点５ａ，５ｃと電動機の電機子コイル２Ａと逆転
用リレー６の接点６ｃ，６ｂとを通して電機子電流Ｉａ
が流れ、電動機が正方向に回転する。図５（Ｄ）または
図６（Ｄ）に示すように、電動機２に電機子電流Ｉａが
流れて該電動機が正方向に回転する。電機子電流Ｉａ
は、電動機の起動時にピーク電流ＩFPまで上昇した後、
減衰して定常値に落ち着く。

【００４８】図５（Ａ），（Ｂ）または図６（Ａ），
（Ｂ）に示すように、電動機を逆転させるため、時刻ｔ
2 でトランジスタＱ1 がオフ状態にされると同時に、ト
ランジスタＱ2 がオン状態にされたとする。トランジス
タＱ1 がオフ状態にされることにより、リレー５の励磁
電流が遮断されるため、該リレー５の可動接点５ｃが常
閉固定接点５ｂに接触する。トランジスタＱ2 がオン状
態にされることにより、リレー６に励磁電流が流れるた
め、リレー６の可動接点６ｃが常開固定接点６ａに接触
する。このとき、トランジスタＱ1 のオフ動作に応答し
て第１の禁止信号発生回路１３のトランジスタＴＲ2 が
一定の時間τp の間オン状態になって、第１の禁止信号
を発生するため、禁止スイッチ回路１２のＭＯＳＦＥＴ
Ｆ1 が一定時間τp の間オフ状態になり、直流電源３
から切換回路１を通して直流電動機２に電機子電流が流
れるのを禁止する。このように電機子電流の通電が禁止
されている状態では、電動機２が慣性により正方向に回
転している間、該電動機の電機子コイルとリレー５及び
６の接点とを通して発電電流が流れる。この発電電流
は、図５（Ｄ）または図６（Ｄ）に示したように、速や
かにピーク値ＩBFに達した後、所定の時間的変化率をも
って減衰していく。

【００４９】時刻ｔ2 で正転指令スイッチ７をオン状態
からオフ状態にした後、一定の時間τp （＝τp1 また
はτp2）が経過して時刻ｔ3 になると、第１の禁止信号
発生回路１３のトランジスタＴＲ2 がオフ状態になる
（第１の禁止信号が消滅する）ため、禁止スイッチ回路
１２のＭＯＳＦＥＴ Ｆ1 がオン状態になり、直流電源
３から電源スイッチ４と禁止スイッチ回路１２と切換ス
イッチ回路１とを通して直流電動機２に電機子電流Ｉａ
が流れる。

【００５０】図５に示した例のように、第１及び第２の
禁止信号発生回路が発生する禁止信号の時間幅τp を発
電電流が零になるために要する減衰時間よりも短めに設
定した場合には、電動機の回転方向が反転する際に、残
留している発電電流ＩBF´に起動電流のピーク値ＩRPが
重畳されるが、起動電流が流れ始める時刻ｔ3 において
は、発電電流が既に減衰しているので、リレーの接点を
通して流れる接点電流は従来の駆動装置による場合より
も大幅に小さくなる。

【００５１】また図６に示した例のように、禁止信号の
時間幅τp を発電電流が零まで減衰するのに要する時間
以上に設定した場合には、電動機の回転方向が反転する
際に、ピーク値ＩRPの起動電流のみが流れるため、リレ
ーの接点を通して流れる接点電流は更に小さくなる。

【００５２】上記のように、本発明では、正転指令スイ
ッチ７がオン状態からオフ状態にされた時に、第１の禁
止信号発生回路１３が一定の時間幅を有する第１の禁止
信号を発生して禁止スイッチ回路１２をオフ状態にする
ことにより電動機の逆転を一定時間τp の間阻止するた
め、正転指令スイッチ７のオフ動作と逆転指令スイッチ
８のオン動作とがほぼ同時に行われた場合に、電動機２
が慣性により正回転を続けている間に流れる発電電流Ｉ
BFと逆方向への起動時のピーク電流ＩRPとが同じ位相で
重畳されてリレーに過大な接点電流が流れるのを防ぐこ
とができる。

【００５３】逆転指令スイッチ８がオン状態からオフ状
態に切り換えられる際には、第２の禁止信号発生回路１
４が第２の禁止信号を発生して禁止スイッチ回路１２を
一定の時間τp の間だけオフ状態にするため、電動機２
が慣性により逆回転を続けている間に流れる発電電流と
正方向への起動時のピーク電流とが同じ位相で重畳され
てリレーに過大な接点電流が流れるのを防ぐことができ
る。

【００５４】図１に示した直流電動機駆動装置におい
て、正転指令スイッチ７及び逆転指令スイッチ８をそれ
ぞれ構成するトランジスタＱ1 及びＱ2 は、図示しない
制御回路から与えられる電気信号によりオンオフ制御す
るようにしてもよく、手動操作されるスイッチを通して
ベース電流を与えることによりオンオフ制御するように
してもよい。また正転指令スイッチ７及び８として図２
に示したような有接点スイッチを用いるようにしてもよ
い。

【００５５】上記の例では、禁止スイッチ回路１２を切
換回路１の第１の端子Ｔ1 と直流電源３の一方の出力端
子との間に挿入しているが、禁止スイッチ回路１２は電
機子電流をオンオフするように設ければよいので、該禁
止スイッチ回路１２を切換回路１の第２の端子Ｔ2 と直
流電源３の他方の出力端子との間に挿入するようにして
もよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、正転指
令スイッチのオフ動作と逆転指令スイッチのオン動作と
がほぼ同時に行われたときに、第１の禁止信号発生回路
が発生する第１の禁止信号により切換回路と直流電源と
の間に設けた禁止スイッチ回路を一定時間オフ状態にし
て逆転動作を遅らせることができ、また逆転指令スイッ
チのオフ動作と正転指令スイッチのオン動作とがほぼ同
時に行われたときには、第２の禁止信号発生回路が発生
する第２の禁止信号により切換回路と直流電源との間に
設けた禁止スイッチ回路を一定時間オフ状態にして正転
動作を遅らせることができるため、発電電流と起動電流
とが同じ位相で重畳されて大きな接点電流がリレーに流
れるのを防いで、リレーの接点寿命が短くなるのを防ぐ
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる直流電動機駆動装置の構成例を
示した回路図である。

【図２】従来の直流電動機駆動装置の構成例を示した回
路図である。

【図３】従来の直流電動機駆動装置の他の構成例を示し
た回路図である。

【図４】従来の駆動装置の動作を示すタイミングチャー
トである。

【図５】図１の駆動装置において禁止信号の時間幅を比
較的短く設定した場合の動作を示すタイミングチャート
である。

【図６】図１の駆動装置において禁止信号の時間幅を比
較的長く設定した場合の動作を示すタイミングチャート
である。

【図７】本発明で用いる禁止信号発生回路の動作を説明
するためのタイミングチャートである。

【図８】リレーの接点の寿命と接点電流との関係を示す
線図である。

【符号の説明】

１ 切換回路 ２ 直流電動機 ３ 直流電源 ５ 正転用リレー ６ 逆転用リレー ７ 正転指令スイッチ ８ 逆転指令スイッチ １２ 禁止スイッチ回路 １３ 第１の禁止信号発生回路 １４ 第２の禁止信号発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の端子と、励磁された際に
   直流電動機の一方の電源入力端子を前記第１の端子に接
   続し、非励磁状態にあるときに前記直流電動機の一方の
   電源入力端子を前記第２の端子に接続する正転用リレー
   と、励磁された際に前記直流電動機の他方の電源入力端
   子を前記第１の端子に接続し、非励磁状態にあるときに
   前記直流電動機の他方の電源入力端子を前記第２の端子
   に接続する逆転用リレーとを有する切換回路と、 前記切換回路の第１の端子と第２の端子との間に電圧を
   印加する直流電源と、 前記直流電動機を正転させる際及び逆転させる際にそれ
   ぞれオン状態にされて前記直流電源から前記正転用リレ
   ー及び逆転用リレーにそれぞれ励磁電流を流す正転指令
   スイッチ及び逆転指令スイッチとを備えて、 前記正転用リレー及び逆転用リレーがそれぞれ励磁状態
   及び非励磁状態にあるときに前記直流電動機を正転さ
   せ、前記正転用リレー及び逆転リレーがそれぞれ非励磁
   状態及び励磁状態にあるときに前記直流電動機を逆転さ
   せる直流電動機駆動装置において、 前記正転指令スイッチがオン状態からオフ状態にされた
   時に所定の時間幅を有する第１の禁止信号を発生する第
   １の禁止信号発生回路と、 前記逆転指令スイッチがオン状態からオフ状態にされた
   時に所定の時間幅を有する第２の禁止信号を出力する第
   ２の禁止信号発生回路と、 前記直流電源と前記切換回路の第１の端子との間、また
   は前記直流電源と前記切換回路の第２の端子との間に挿
   入されて、前記第１の禁止信号及び第２の禁止信号の少
   なくとも一方が発生している間オフ状態を保持して前記
   直流電源から前記直流電動機に電流が供給されるのを禁
   止し、前記第１の禁止信号及び第２の禁止信号の双方が
   発生していないときにオン状態になって前記直流電源か
   ら前記直流電動機に電流が供給されるのを許容する禁止
   スイッチ回路と、 を具備したことを特徴とする直流電動機駆動装置。