JPH1146490A

JPH1146490A - モータの回転速度制御回路

Info

Publication number: JPH1146490A
Application number: JP9201312A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Yamauchi; 一將山内
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-16
Anticipated expiration: 2017-07-28
Also published as: JP3528525B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成で、モータの回転速度を広範囲に
制御可能にするとともに安定して定速回転させる。【解決手段】制御回路７は、電圧検出回路５で検出さ
れる脈流電圧Ｖ_mと設定された基準電圧Ｖ_thとを比較
し、Ｖ_m≦Ｖ_thのときは駆動回路６をオンにしてモータ
１に脈流電圧Ｖ_mを印加し、Ｖ_m＞Ｖ_thのときは駆動回路
６をオフにしてモータ１への電圧印加を停止する。ま
た、制御回路７は、回転速度検出回路４により検出され
たモータ１の回転速度が予め設定された定回転速度より
高いときは基準電圧Ｖ_thを低下させ、定回転速度より低
いときは基準電圧Ｖ_thを上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マッサージ機等を
駆動するためのモータの制御に係り、特にモータを安定
して定速回転させるモータの回転速度制御回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータの回転速度の制御方式とし
て、ＰＷＭ制御方式やガバナ等の直列負荷による方式が
用いられている。図９は従来のＰＷＭ制御方式によるモ
ータの回転速度制御回路の回路図、図１０（ａ）は図９
のＡ点の電圧波形図、（ｂ）は図９のＰＷＭ回路１０４
から出力されるＰＷＭ信号を示す図である。

【０００３】この従来のモータの回転速度制御回路で
は、商用の交流電源１００からの交流電圧が整流回路１
０１により整流され、コンデンサ１０２により平滑され
て、モータ１０３に印加されるＡ点の電圧波形は、図１
０（ａ）に示すような直流電圧になる。

【０００４】ＰＷＭ回路１０４から、図１０（ｂ）に示
すような周期Ｔ及びオンオフデューティのＰＷＭ信号が
駆動回路１０５に送出され、駆動回路１０５は、このＰ
ＷＭ信号に基づいてオンオフして、モータ１０３にはオ
ン時間だけ直流電圧が印加されて、モータ１０３はこの
電圧印加によって回転する。一方、モータ１０３の回転
速度は、回転速度検出回路１０６により検出される。

【０００５】そして、制御回路１０７は、回転速度検出
回路１０６の検出結果に基づいて、モータ１０３の回転
速度が予め設定された値より速い場合には、駆動回路１
０５のオンデューティを低下させ、モータ１０３の回転
速度が設定値より遅い場合には、オンデューティを上昇
させるようにＰＷＭ回路１０４を制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のモータの回
転速度制御回路を実際に実現する場合において、整流回
路１０１によって整流された電圧の平滑が不十分な場合
には、ＰＷＭ回路１０４から出力されるＰＷＭ信号の周
期Ｔと交流電源１００の周期とが異なると、モータ１０
３への周期毎の印加電圧が変動し、モータ１０３の回転
が安定しないこととなる。従って、モータ１０３を定回
転速度で安定して回転させるためには、平滑用のコンデ
ンサ１０２として大容量のものが必要となる。

【０００７】更に、モータ１０３の回転速度を低下させ
たい場合にはＰＷＭ信号のオンデューティを低下させる
が、ＰＷＭ信号の周期が長過ぎるとオフ時間が長くなり
過ぎて、モータ１０３の回転が不安定になったり、停止
してしまう虞れがある。これを回避するためにはＰＷＭ
信号の周期を短くしておく必要があるが、そのために
は、ＰＷＭ回路１０４及び制御回路１０７が高速に動作
するように設計する必要がある。従って、回路設計が複
雑になるとともにコストが上昇してしまう。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するもので、簡
易な構成で、モータの回転速度を広範囲に制御可能にす
るとともに安定して定速回転させるモータの回転速度制
御回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータに電圧
を印加して予め設定された定回転速度で回転させるモー
タの回転速度制御回路において、電源スイッチがオンの
ときに交流電源からの交流電圧を整流して脈流電圧を出
力する整流回路と、上記脈流電圧が設定された基準電圧
以下のときにのみ上記モータに上記脈流電圧を印加する
駆動制御回路と、上記モータの回転速度を検出する回転
速度検出回路と、検出された上記回転速度が上記定回転
速度より高いときは上記基準電圧を低下させるととも
に、上記定回転速度より低いときは上記基準電圧を上昇
させる電圧制御回路とを備えたものである（請求項
１）。

【００１０】この構成によれば、電源スイッチがオンの
ときに交流電源からの交流電圧が整流されて脈流電圧が
出力され、この脈流電圧が設定された基準電圧以下のと
きにのみモータに脈流電圧が印加されることによりモー
タが回転する。このモータの回転速度が検出され、検出
された回転速度が定回転速度より高いときは基準電圧が
低下することによりモータへの印加電圧の実効値が低下
し、定回転速度より低いときは基準電圧が上昇すること
によりモータへの印加電圧の実効値が上昇し、これによ
ってモータが定回転速度で回転することとなる。

【００１１】また、請求項１記載のモータの回転速度制
御回路において、上記駆動制御回路は、上記基準電圧を
生成する基準電圧生成回路と、上記脈流電圧と上記基準
電圧とを比較する比較回路とを備えたものである（請求
項２）。

【００１２】この構成によれば、設定された基準電圧が
生成され、この基準電圧と脈流電圧とが比較されること
により、確実に、脈流電圧が基準電圧以下のときにのみ
モータに脈流電圧が印加されることとなる。

【００１３】また、請求項１記載のモータの回転速度制
御回路において、上記駆動制御回路は、上記脈流電圧を
所定の分圧比で分圧して得られる分圧電圧を出力する分
圧回路と、上記整流回路の正極出力端子と負極出力端子
との間であって上記モータに直列接続されたスイッチ素
子とを備え、電源スイッチがオンのときに上記スイッチ
素子をオンにするとともに、上記分圧電圧が予め設定さ
れた設定値以上になると上記スイッチ素子をオフにする
もので、上記電圧制御回路は、検出された上記回転速度
が上記定回転速度より高いときは上記分圧比を低減させ
て上記分圧電圧を低下させるとともに、上記定回転速度
より低いときは上記分圧比を増大させて上記分圧電圧を
上昇させるものである（請求項３）。

【００１４】この構成によれば、整流回路の正極出力端
子と負極出力端子との間にモータに直列接続されたスイ
ッチ素子は、電源スイッチがオンのときにオンにされる
とともに、脈流電圧を所定の分圧比で分圧して得られる
分圧電圧が予め設定された設定値以上になるとスイッチ
素子がオフにされることにより、脈流電圧が基準電圧以
下のときにのみモータに脈流電圧が印加されることとな
る。また、モータの回転速度が定回転速度より高いとき
は分圧比が低減して分圧電圧が低下することにより、基
準電圧が低下することとなり、定回転速度より低いとき
は分圧比が増大して分圧電圧が上昇することにより、基
準電圧が上昇することとなる。これによって、モータへ
の印加電圧の実効値が制御されて、モータが定回転速度
で回転することとなる。

【００１５】また、請求項３記載のモータの回転速度制
御回路において、上記分圧回路は、複数の抵抗及びスイ
ッチからなる直列回路が互いに並列接続されてなる抵抗
群と固定抵抗とが、上記整流回路の正極出力端子と負極
出力端子との間に直列接続されてなり、上記各スイッチ
のオンオフによって決まる上記抵抗群の合成抵抗と上記
固定抵抗とによって上記分圧比が決定されるもので、上
記電圧制御回路は、検出された上記回転速度に応じて上
記各スイッチのオンオフを制御することによって上記分
圧比を増減させるものである（請求項４）。

【００１６】この構成によれば、分圧回路は、複数の抵
抗及びスイッチからなる直列回路が互いに並列接続され
てなる抵抗群と固定抵抗とが、整流回路の正極出力端子
と負極出力端子との間に直列接続されてなり、各スイッ
チのオンオフによって決まる抵抗群の合成抵抗と固定抵
抗とによって分圧比が決定され、検出されたモータの回
転速度に応じて各スイッチのオンオフを制御することに
よって上記分圧比が増減されることにより、簡易な構成
で精度よく分圧比が増減されることとなる。

【００１７】また、請求項４記載のモータの回転速度制
御回路において、上記分圧回路は、更に、上記固定抵抗
と上記抵抗群の間に直列接続された第２固定抵抗と、上
記抵抗群及び上記第２固定抵抗からなる直列回路に並列
接続された第３固定抵抗とを備え、上記スイッチ群の各
スイッチのオンオフによって決まる上記抵抗群、上記第
２固定抵抗及び上記第３固定抵抗の合成抵抗と上記固定
抵抗とによって上記分圧比が決定されるものである（請
求項５）。

【００１８】この構成によれば、分圧回路は、更に、固
定抵抗と抵抗群の間に直列接続された第２固定抵抗と、
抵抗群及び第２固定抵抗からなる直列回路に並列接続さ
れた第３固定抵抗とを備え、スイッチ群の各スイッチの
オンオフによって決まる抵抗群、第２固定抵抗及び第３
固定抵抗の合成抵抗と固定抵抗とによって分圧比が決定
されることにより、抵抗群の各抵抗による合成抵抗への
寄与率が、第２固定抵抗及び第３固定抵抗の分だけ減少
するので、スイッチ群の各スイッチのオンオフによる分
圧比の変化量が低減する。従って、各スイッチのオンオ
フによるモータへの印加電圧の実効値の可変範囲が小さ
くなり、これによって、モータの回転速度がよりきめ細
かく制御されることとなる。

【００１９】また、請求項１〜５のいずれかに記載のモ
ータの回転速度制御回路において、上記電圧制御回路
は、電源スイッチがオンにされたときは、上記基準電圧
を上記定回転速度に対応する値より低い第１設定値とす
るものである（請求項６）。

【００２０】この構成によれば、電源スイッチがオンに
されたときは、基準電圧が定回転速度に対応する値より
低い第１設定値とされることにより、モータ始動時の突
入電流が低減することとなる。

【００２１】また、請求項６記載のモータの回転速度制
御回路において、上記電圧制御回路は、上記基準電圧を
上記第１設定値から上記定回転速度に対応する値まで予
め設定された上昇率以下で上昇させるものである（請求
項７）。

【００２２】この構成によれば、基準電圧が第１設定値
から定回転速度に対応する値まで予め設定された上昇率
以下で上昇することにより、モータの回転速度が急上昇
することがなく、これによって機器の振動が低減するこ
ととなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るモータの回転
速度制御回路の第１実施形態の回路ブロック図、図２は
各部の変化状態を示す図である。この制御回路は、モー
タ１への印加電圧を制御することによりモータ１を定速
回転させるもので、図１に示すように、電源スイッチ
２、整流回路３、回転速度検出回路４、電圧検出回路
５、駆動回路６及び制御回路７を備えている。

【００２４】モータ１は、例えばマッサージ機の駆動源
を構成するもので、整流回路３の正極出力端子Ｐ１と負
極出力端子Ｐ２との間に、駆動回路６と直列に接続され
ている。電源スイッチ２は、交流電源８からの入力をオ
ンオフするものである。整流回路３は、交流電源８から
入力される交流電圧を全波整流して、図２に示すよう
に、脈流電圧Ｖ_mを出力するものである。

【００２５】図１に戻って、回転速度検出回路４は、例
えばモータ１の回転軸に取り付けられたパルスエンコー
ダ等を備え、モータ１の回転速度を検出するものであ
る。電圧検出回路５は、脈流電圧Ｖ_mを検出して制御回
路７に送出するものである。駆動回路６は、制御回路７
によってオンオフされるスイッチ素子からなり、モータ
１への電圧印加をオンオフするものである。

【００２６】制御回路７は、電圧検出回路５からの脈流
電圧Ｖ_mと設定された基準電圧Ｖ_thとを比較して、図２
に示すように、Ｖ_m≦Ｖ_thのときは駆動回路６をオンに
し、Ｖ_m＞Ｖ_thのときは駆動回路６をオフにする駆動制
御回路としての機能を有する。これによって図２に示す
ような電圧がモータ１に印加される。

【００２７】また、図１に戻って、制御回路７は、回転
速度検出回路４により検出されたモータ１の回転速度が
予め設定された定回転速度より高いときは基準電圧Ｖ_th
を低下させ、定回転速度より低いときは基準電圧Ｖ_thを
上昇させる電圧制御回路としての機能を有する。これに
よってモータ１に印加される実効電圧を制御することが
でき、モータ１の回転速度を一定値に保持することがで
きる。

【００２８】このように、第１実施形態によれば、モー
タ１の駆動をオンオフさせるタイミングの周期は交流電
源８の周期によって決まり、オン時間の比率は脈流電圧
Ｖ_mのレベルに基づいて設定されるので、回路構成を簡
素化することができる。

【００２９】また、モータ１に印加する実効電圧は、基
準電圧Ｖ_thを脈流電圧Ｖ_mのピーク電圧より高く設定す
ると脈流電圧Ｖ_mの100％とすることができ、基準電圧Ｖ
_thを低く設定するとほぼ０とすることができ、これによ
って、モータ１の回転速度を高速から低速まで幅広く制
御することができる。

【００３０】特に、図２から分かるように、基準電圧Ｖ
_thの変化量に対して、モータ１への印加電圧の実効値の
変化量が高電圧側に比べて低電圧側で小さくなるので、
モータ１の回転速度を低速側できめ細かく制御すること
ができる。

【００３１】図３は図１に示した第１実施形態の整流回
路３、電圧検出回路５、駆動回路６及び制御回路７の具
体例を示す回路図である。図３において、図１と同一構
成要素には同一符号を付している。整流回路３は、ブリ
ッジダイオードからなり、電圧検出回路５は、抵抗Ｒ
１，Ｒ２からなり、駆動回路６は、電界効果トランジス
タ（以下、単に「トランジスタ」という。）Ｑ１、抵抗
Ｒ３及びトランジスタＱ２からなり、制御回路７は、電
圧制御回路７１、基準電圧生成回路７２及び電圧比較回
路７３からなる。

【００３２】電圧検出回路５の抵抗Ｒ１，Ｒ２は、整流
回路３の正極出力端子Ｐ１と負極出力端子Ｐ２との間に
直列接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が電圧比較回路
７３の一方の入力端子Ｐ１１に接続されている。これに
よって、脈流電圧Ｖ_mが抵抗Ｒ１，Ｒ２により分圧され
た分圧電圧Ｖ_mcが電圧比較回路７３の入力端子Ｐ１１に
入力される。なお、

【００３３】

【数１】Ｖ_mc＝Ｖ_mＲ₂／(Ｒ₁＋Ｒ₂) である。但し、Ｒ₁，Ｒ₂は抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値であ
る。

【００３４】モータ１は、整流回路３の正極出力端子Ｐ
１とトランジスタＱ１のドレインとの間に接続され、ト
ランジスタＱ１のソースは、整流回路３の負極出力端子
Ｐ２に接続されている。トランジスタＱ１のゲートは、
抵抗Ｒ３を介して整流回路３の正極出力端子Ｐ１に接続
されるとともに、トランジスタＱ２のコレクタに接続さ
れている。トランジスタＱ２のエミッタは、整流回路３
の負極出力端子Ｐ２に接続され、トランジスタＱ２のベ
ースは、電圧比較回路７３の出力端子Ｐ１３に接続され
ている。

【００３５】基準電圧生成回路７２は、基準電圧Ｖ_thを
生成し、電圧比較回路７３の他方の入力端子Ｐ１２に基
準電圧Ｖ_thを送出するものである。

【００３６】電圧制御回路７１は、回転速度検出回路４
により検出されたモータ１の回転速度に応じて、基準電
圧生成回路７２において生成する基準電圧Ｖ_thのレベル
を制御するもので、モータ１の回転速度が定回転速度よ
り高いときは基準電圧Ｖ_thを低下させ、定回転速度より
低いときは基準電圧Ｖ_thを上昇させるものである。

【００３７】電圧比較回路７３は、オペアンプなどから
なり、入力端子Ｐ１１に入力される分圧電圧Ｖ_mcと、入
力端子Ｐ１２に入力される基準電圧Ｖ_thとを比較するも
のである。一方、上記数１より下記数２が得られる。

【００３８】

【数２】Ｖ_m＝Ｖ_mc(Ｒ₁＋Ｒ₂)／Ｒ₂ そこで、電圧比較回路７３は、この数２を用いて、Ｖ_m
≦Ｖ_thのときはローレベル信号を出力端子Ｐ１３から出
力し、Ｖ_m＞Ｖ_thのときはハイレベル信号を出力する。

【００３９】このような構成において、Ｖ_m≦Ｖ_thのと
きはトランジスタＱ２がオフになっているので、抵抗Ｒ
３を介してトランジスタＱ１にゲート電圧が印加されて
トランジスタＱ１がオンになり、これによって、モータ
１に脈流電圧Ｖ_mが印加される。

【００４０】一方、Ｖ_m＞Ｖ_thのときはトランジスタＱ
２がオンになるので、トランジスタＱ１にゲート電圧が
印加されなくなってトランジスタＱ１がオフになり、こ
れによってモータ１に電圧が印加されなくなる。

【００４１】このように、図３に示す回路構成を採用す
ることによって、図１、図２に示したような第１実施形
態の作用効果を得ることができる。

【００４２】図４は本発明に係るモータの回転速度制御
回路の第２実施形態の回路ブロック図である。図４にお
いて、図３と同一構成要素には同一符号を付している。
第２実施形態は、第１実施形態の制御回路７及び電圧検
出回路５に代えて、制御回路７０を備えている。また、
図４に示すように、整流回路３及び駆動回路６は、図３
と同一構成になっている。

【００４３】制御回路７０は、整流回路３の正極出力端
子Ｐ１と負極出力端子Ｐ２の間に直列接続された抵抗Ｒ
１及び抵抗群７４と、ツェナーダイオードＺＤと、電圧
制御回路７１とを備えている。

【００４４】抵抗群７４は、抵抗Ｒ２１及びスイッチＳ
１からなる直列回路と、抵抗Ｒ２２及びスイッチＳ２か
らなる直列回路と、抵抗Ｒ２３及びスイッチＳ３からな
る直列回路と、抵抗Ｒ２４及びスイッチＳ４からなる直
列回路とが、互いに並列接続されて構成されている。こ
のスイッチＳ１〜Ｓ４は、スイッチ群７５を構成してい
る。また、抵抗Ｒ１及び抵抗群７４は、分圧回路７６を
構成している。

【００４５】ツェナーダイオードＺＤのカソードは抵抗
Ｒ１と抵抗群７４の接続点に接続され、アノードは駆動
回路６のトランジスタＱ２のベースに接続されている。
電圧制御回路７１は、回転速度検出回路４により検出さ
れるモータ１の回転速度に応じて、スイッチ群７５の各
スイッチＳ１〜Ｓ４のオンオフを制御するもので、スイ
ッチＳ１〜Ｓ４のオンオフの組合せによって、抵抗群７
４の合成抵抗の抵抗値を１６通りに変更することができ
る。

【００４６】

【数３】Ｖ_x＝Ｖ_mＲ_x／(Ｒ₁＋Ｒ_x) そして、ツェナーダイオードＺＤのカソードには、上記
数３で表わされる抵抗Ｒ１と抵抗群７４とによって分圧
された分圧電圧Ｖ_xが印加される。但し、Ｒ_xは抵抗群７
４の合成抵抗値である。

【００４７】次に、図５を用いて図４の回路の動作につ
いて説明する。図５は各部の変化状態を示す図である。
まず、所定の分圧比で脈流電圧Ｖ_mが分圧された図中、
実線で示す分圧電圧Ｖ_xに従って説明する。図５におい
て、脈流電圧Ｖ_mは、Ｖ_m＝０のｔ₀時点から上昇し、ｔ₁
時点でＶ_m≧Ｖ_Q1になると、トランジスタＱ１がオンに
なってモータ１に脈流電圧Ｖ_mが印加される。但し、Ｖ
_Q1はトランジスタＱ１の動作電圧である。

【００４８】さらに脈流電圧Ｖ_mが上昇し、ｔ₂時点で分
圧電圧Ｖ_xがＶ_x≧Ｖ_ZD＋Ｖ_Q2になると、トランジスタＱ
２がオンになり、これによってトランジスタＱ１のゲー
トがアースに落されてトランジスタＱ１がオフになり、
モータ１への電圧印加が停止される。但し、Ｖ_ZDはツェ
ナーダイオードＺＤのツェナー電圧、Ｖ_Q2はトランジス
タＱ２のベース−エミッタ間電圧である。

【００４９】そして、脈流電圧Ｖ_mがピークを過ぎて低
下し始め、ｔ₃時点でＶ_x＜Ｖ_ZD＋Ｖ_Q2になると、トラン
ジスタＱ２がオフになり、これによってトランジスタＱ
１のゲートに抵抗Ｒ３を介してゲート電圧が印加されて
トランジスタＱ１がオンになり、モータ１への脈流電圧
Ｖ_mの印加が再開される。

【００５０】さらに脈流電圧Ｖ_mが低下して、ｔ₄時点で
Ｖ_m＜Ｖ_Q1になると、トランジスタＱ１がオフになり、
モータ１への電圧印加が停止される。そして、ｔ₅時点
でＶ_m＝０になり、以降は同様の動作が繰り返される。

【００５１】このときは、図５に示すように、脈流電圧
Ｖ_mが基準電圧Ｖ_th1以下のときにモータ１に電圧が印加
される。

【００５２】ここで、回転速度検出回路４により検出さ
れるモータ１の回転速度が予め設定された定回転速度よ
り高いときは、電圧制御回路７１によってスイッチＳ１
〜Ｓ４のオンオフが制御され、抵抗群７４の合成抵抗値
Ｒ_xが増大し、これによって分圧比が増大して、図中、
一点鎖線で示すように分圧電圧Ｖ_xが増大する。

【００５３】この場合には、ｔ₂時点より早いｔ₆時点
で、Ｖ_x≧Ｖ_ZD＋Ｖ_Q2になって図中、一点鎖線で示すよ
うにトランジスタＱ２がオンになり、トランジスタＱ１
がオフになってモータ１への電圧印加が停止される。

【００５４】また、ｔ₃時点より遅いｔ₇時点でＶ_x＜Ｖ
_ZD＋Ｖ_Q2になって図中、一点鎖線で示すようにトランジ
スタＱ２がオフになり、トランジスタＱ１がオンになっ
てモータ１への電圧印加が再開される。

【００５５】このときは、図５に示すように、脈流電圧
Ｖ_mが基準電圧Ｖ_th2以下のときにモータ１に電圧が印加
される。但し、Ｖ_th2＜Ｖ_th1である。これによって、実
線で示す場合に比べて、脈流電圧Ｖ_mが低い時点でトラ
ンジスタＱ１がオフになるので、一点鎖線で示す場合に
はモータ１への印加電圧の実効値が低下することとな
る。

【００５６】更に、モータ１の回転速度が定回転速度よ
り低くなると、電圧制御回路７１によってスイッチＳ１
〜Ｓ４のオンオフが制御され、抵抗群７４の合成抵抗値
Ｒ_xが低減し、これによって分圧比が低下して、分圧電
圧Ｖ_xが低下する。この場合には、脈流電圧Ｖ_mが高い時
点までトランジスタＱ１がオフにならないので、モータ
１への印加電圧の実効値が上昇することとなる。

【００５７】このように、第２実施形態によれば、スイ
ッチＳ１〜Ｓ４のオンオフを制御することにより、抵抗
群７４の合成抵抗値Ｒ_xを変化させ、脈流電圧Ｖ_mに対す
る分圧電圧Ｖ_xの分圧比を増減させることによって、モ
ータ１への脈流電圧Ｖ_mの印加をオンオフする基準電圧
Ｖ_thのレベルを制御することができる。

【００５８】これによって、モータ１への印加電圧の実
効値を制御し、モータ１の回転速度を定回転速度に保持
することができる。

【００５９】なお、第２実施形態では、抵抗群７４を４
個の抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４で構成しているので、合成抵抗
値Ｒ_xを１６通りに変化させることができるが、これに
限られない。例えばｎ個（ｎは正の整数）で構成し、対
応するスイッチを備えるようにすれば、合成抵抗値Ｒ_x
を２ⁿ通りに変化させることができる。

【００６０】図６は図４に示した第２実施形態の変形形
態の回路図、図７はスイッチＳ１〜Ｓ４のオンオフによ
るモータ１への印加電圧の実効値の変化を示す図であ
る。この形態は、図６に示すように、図４に示す回路に
加えて、抵抗Ｒ１と抵抗群７４の間に直列接続された抵
抗Ｒ４を備えるとともに、この抵抗Ｒ４と抵抗群７４の
直列回路に対して並列接続された抵抗Ｒ５を備えたもの
で、抵抗Ｒ１、抵抗群７４及び抵抗Ｒ４，Ｒ５は、分圧
回路７６を構成している。

【００６１】この形態によれば、図７に示すように、図
４の回路の場合に比べて、スイッチＳ１〜Ｓ４のオンオ
フによる印加電圧の可変範囲が絞られることとなる。こ
れによって、実際にモータ制御を行う際に使用する電圧
範囲において、きめ細かく印加電圧を制御することがで
きる。

【００６２】また、図７に示すように、図４の回路の場
合には、印加電圧が高い範囲で急に立ち上がる特性を有
しているが、抵抗Ｒ４，Ｒ５を付加することによって、
モータ１への印加電圧の実効値の変化量を平坦化するこ
とができ、回転速度を滑らかに制御することができる。

【００６３】なお、上記各実施形態において、制御回路
７，７０による基準電圧Ｖ_thのレベルの制御は、図８に
示すように行ってもよい。図８は基準電圧Ｖ_thの設定値
及びモータ１の回転速度Ｍの変化状態を示す図である。

【００６４】この形態では、モータ１は定回転速度Ｍ₀
に制御されるもので、この定回転速度Ｍ₀に対応する基
準電圧Ｖ_thは、Ｖ_th＝Ｖ_th0である。

【００６５】この形態において、制御回路７は、電源ス
イッチ２がオンにされるｔ₀時点には、基準電圧Ｖ_thと
して、回転速度Ｍ₁₀（Ｍ₁₀＜Ｍ₀）に対応する第１基準
電圧Ｖ_th10に設定する。但し、Ｖ_th10＜Ｖ_th0である。
そして、第１基準電圧Ｖ_th10から電圧レベルを上昇させ
て、ｔ₁時点に定回転速度Ｍ₀に対応する基準電圧Ｖ_th0
に到達させる。

【００６６】ここで、基準電圧Ｖ_thの電圧レベルの上昇
率、すなわち単位時間当りの電圧上昇幅Ｔ＝(Ｖ_th0−Ｖ
_th10)／(ｔ₁−ｔ₀)をＴ≦Ｔ₀としている。但し、Ｔ₀は
予め設定された設定値である。

【００６７】このように、電源スイッチ２がオンにされ
るｔ₀時点に、Ｖ_th10＜Ｖ_th0である第１基準電圧Ｖ_th10
に設定することによって、モータ１への突入電流を低下
させることができ、これによってモータ１の長寿命化を
図ることができるとともに、モータ１の発熱を低減する
ことができる。

【００６８】また、電源スイッチ２がオンにされるｔ₀
時点から、基準電圧Ｖ_thの電圧レベルを定回転速度Ｍ₀
に対応する基準電圧Ｖ_th0に到達させるｔ₁時点までの基
準電圧の上昇率に上限を設けて設定値Ｔ₀以下にするこ
とにより、モータ１が急激に高速回転になることがな
い。これによって、モータ１を使用する機器、例えばマ
ッサージ機の振動を低減することができる。なお、設定
値Ｔ₀は、モータ１やその使用機器に応じて設定すれば
よい。

【００６９】なお、本発明は、マッサージ機に限られ
ず、電気かみそりその他の負荷の大小に関わりなく定回
転速度でモータを回転させることが必要な機器に使用さ
れるモータの回転速度制御回路に適用することができ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源スイッチがオンのときに交流電源からの交流電圧を
整流して脈流電圧を出力し、この脈流電圧が設定された
基準電圧以下のときにのみモータに脈流電圧を印加して
モータを回転させるとともに、モータの回転速度を検出
し、検出された回転速度が定回転速度より高いときは基
準電圧を低下させることにより、モータへの印加電圧の
実効値を低下させ、定回転速度より低いときは基準電圧
を上昇させることにより、モータへの印加電圧の実効値
を上昇させるようにしたので、モータを定回転速度で回
転させることができる。

【００７１】また、設定された基準電圧を生成し、この
基準電圧と脈流電圧とを比較することにより、確実に、
脈流電圧が基準電圧以下のときにのみモータに脈流電圧
を印加することができる。

【００７２】また、脈流電圧を所定の分圧比で分圧して
得られる分圧電圧を出力し、整流回路の正極出力端子と
負極出力端子との間にスイッチ素子をモータに直列接続
し、電源スイッチがオンのときにスイッチ素子をオンに
するとともに、分圧電圧が予め設定された設定値以上に
なるとスイッチ素子をオフにし、検出されたモータの回
転速度が定回転速度より高いときは分圧比を低減させて
分圧電圧を低下させることにより、基準電圧を低下させ
ることができ、定回転速度より低いときは分圧比を増大
させて分圧電圧を上昇させることにより、基準電圧を上
昇させることができる。これによって、モータへの印加
電圧の実効値を制御することができ、モータを定回転速
度で回転させることができる。

【００７３】また、分圧回路は、複数の抵抗及びスイッ
チからなる直列回路が互いに並列接続されてなる抵抗群
と固定抵抗とが、整流回路の正極出力端子と負極出力端
子との間に直列接続されてなり、各スイッチのオンオフ
によって決まる抵抗群の合成抵抗と固定抵抗とによって
分圧比を決定し、電圧制御回路は、検出されたモータの
回転速度に応じて各スイッチのオンオフを制御すること
によって分圧比を増減させることにより、簡易な構成で
精度よく分圧比を増減することができる。

【００７４】また、分圧回路は、更に、固定抵抗と抵抗
群の間に直列接続された第２固定抵抗と、抵抗群及び第
２固定抵抗からなる直列回路に並列接続された第３固定
抵抗とを備え、スイッチ群の各スイッチのオンオフによ
って決まる抵抗群、第２固定抵抗及び第３固定抵抗の合
成抵抗と固定抵抗とによって分圧比を決定することによ
り、抵抗群の各抵抗による合成抵抗への寄与率が、第２
固定抵抗及び第３固定抵抗の分だけ減少することになる
ので、スイッチ群の各スイッチのオンオフによる分圧比
の変化量を低減することができ、これによって、各スイ
ッチのオンオフによるモータへの印加電圧の実効値の可
変範囲を小さくすることができ、モータの回転速度をよ
りきめ細かく制御することができる。

【００７５】また、電源スイッチがオンにされたとき
は、基準電圧を定回転速度に対応する値より低い第１設
定値とすることにより、モータ始動時の突入電流を低減
することができる。

【００７６】また、基準電圧を第１設定値から定回転速
度に対応する値まで予め設定された上昇率以下で上昇さ
せることにより、モータの回転速度が急上昇するのを防
止することができ、これによって機器の振動を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータの回転速度制御回路の第１
実施形態の回路ブロック図である。

【図２】各部の変化状態を示す図である。

【図３】図１に示した第１実施形態の具体例を示す回路
図である。

【図４】本発明に係るモータの回転速度制御回路の第２
実施形態の回路ブロック図である。

【図５】各部の変化状態を示す図である。

【図６】図４に示した第２実施形態の変形形態の回路図
である。

【図７】各スイッチのオンオフによるモータへの印加電
圧の実効値の変化を示す図である。

【図８】基準電圧の設定値及びモータの回転速度の変化
状態を示すタイミングチャートである。

【図９】従来のＰＷＭ制御方式によるモータの回転速度
制御回路の回路図である。

【図１０】（ａ）は図９のＡ点の電圧波形図、（ｂ）は
図９のＰＷＭ回路から出力されるＰＷＭ信号を示す図で
ある。

【符号の説明】

１モータ２電源スイッチ３整流回路４回転速度検出回路５電圧検出回路６駆動回路７，７０制御回路７１電圧制御回路７２基準電圧生成回路７３電圧比較回路７４抵抗群７５スイッチ群７６分圧回路Ｐ１正極出力端子Ｐ２負極出力端子Ｑ１電界効果トランジスタＱ２トランジスタＲ１〜Ｒ５，Ｒ２１〜Ｒ２４抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータに電圧を印加して予め設定された
定回転速度で回転させるモータの回転速度制御回路にお
いて、電源スイッチがオンのときに交流電源からの交流
電圧を整流して脈流電圧を出力する整流回路と、上記脈
流電圧が設定された基準電圧以下のときにのみ上記モー
タに上記脈流電圧を印加する駆動制御回路と、上記モー
タの回転速度を検出する回転速度検出回路と、検出され
た上記回転速度が上記定回転速度より高いときは上記基
準電圧を低下させるとともに、上記定回転速度より低い
ときは上記基準電圧を上昇させる電圧制御回路とを備え
たことを特徴とするモータの回転速度制御回路。
【請求項２】請求項１記載のモータの回転速度制御回
路において、上記駆動制御回路は、上記基準電圧を生成
する基準電圧生成回路と、上記脈流電圧と上記基準電圧
とを比較する比較回路とを備えたものであることを特徴
とするモータの回転速度制御回路。
【請求項３】請求項１記載のモータの回転速度制御回
路において、上記駆動制御回路は、上記脈流電圧を所定
の分圧比で分圧して得られる分圧電圧を出力する分圧回
路と、上記整流回路の正極出力端子と負極出力端子との
間であって上記モータに直列接続されたスイッチ素子と
を備え、電源スイッチがオンのときに上記スイッチ素子
をオンにするとともに、上記分圧電圧が予め設定された
設定値以上になると上記スイッチ素子をオフにするもの
で、上記電圧制御回路は、検出された上記回転速度が上
記定回転速度より高いときは上記分圧比を低減させて上
記分圧電圧を低下させるとともに、上記定回転速度より
低いときは上記分圧比を増大させて上記分圧電圧を上昇
させるものであることを特徴とするモータの回転速度制
御回路。
【請求項４】請求項３記載のモータの回転速度制御回
路において、上記分圧回路は、複数の抵抗及びスイッチ
からなる直列回路が互いに並列接続されてなる抵抗群と
固定抵抗とが、上記整流回路の正極出力端子と負極出力
端子との間に直列接続されてなり、上記各スイッチのオ
ンオフによって決まる上記抵抗群の合成抵抗と上記固定
抵抗とによって上記分圧比が決定されるもので、上記電
圧制御回路は、検出された上記回転速度に応じて上記各
スイッチのオンオフを制御することによって上記分圧比
を増減させるものであることを特徴とするモータの回転
速度制御回路。
【請求項５】請求項４記載のモータの回転速度制御回
路において、上記分圧回路は、更に、上記固定抵抗と上
記抵抗群の間に直列接続された第２固定抵抗と、上記抵
抗群及び上記第２固定抵抗からなる直列回路に並列接続
された第３固定抵抗とを備え、上記スイッチ群の各スイ
ッチのオンオフによって決まる上記抵抗群、上記第２固
定抵抗及び上記第３固定抵抗の合成抵抗と上記固定抵抗
とによって上記分圧比が決定されるものであることを特
徴とするモータの回転速度制御回路。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のモータ
の回転速度制御回路において、上記電圧制御回路は、電
源スイッチがオンにされたときは、上記基準電圧を上記
定回転速度に対応する値より低い第１設定値とするもの
であることを特徴とするモータの回転速度制御回路。
【請求項７】請求項６記載のモータの回転速度制御回
路において、上記電圧制御回路は、上記基準電圧を上記
第１設定値から上記定回転速度に対応する値まで予め設
定された上昇率以下で上昇させるものであることを特徴
とするモータの回転速度制御回路。