JPS6138400Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、パルスモータの駆動開始時、停止時
にオーバドライブを行うパルスモータの駆動回路
に関するものである。

一般に周知の２電源方式（オーバ・ドライブ方
式ともいう）におけるパルスモータの励磁コイル
を含む駆動回路を第１図イに示す。図では一例と
してＡ相、相、Ｂ相、相の４相からなる４相
パルスモータの場合を示し、１１は各相の励磁コ
イル群であり、これらのコイルは第１図ロに示す
ようにＡ相、Ｂ相、相、相の順に配列されて
おり、２相励磁の場合には、AB相→Ｂ相→
相→Ａ相…の順に相励磁を行う。１２は相励
磁のためのトランジスタ群、１３は高電圧を接続
しや断するためのトランジスタ、１４は高電圧電
源、１５は低電圧電源、１６は高電圧が低電圧に
流れこむのを防止するためのダイオードである。
この２電源方式のパルスモータの駆動において
は、モータの加速時、減速時に十分なトルクを発
生させるのに必要な時間幅だけ高電圧を供給する
のが普通である。第１図イのトランジスタ１３に
接続される線がそのための信号線で、その出力を
以下オーバドライブ信号とする。そして、このオ
ーバドライブ信号は第１図ロのｃに示すタイミン
グで駆動回路に供給されるのが普通である。

従来、このオーバドライブ信号Ｃの時間幅は、
モータの加速時、減速時と一定減速時の区別をし
ないで、加速時、減速時に十分なトルクを発生さ
せるのに必要なだけの時間幅に固定されていた。
しかし、パルスモータの一定速度時には、加速
時、減速時に対してパルスモータ内のロータ及び
ロータにつながつた負荷の慣性抵抗等が原理的に
ゼロとなるため、小さなトルクでもモータは回転
を続けることが可能である。このため、一定速度
時には、加速時、減速時に比べて小さなトルクで
十分であり、したがつて一定速度時にエネルギー
が余り、パルスモータの発熱、振動、騒音及び電
源容量等が大きくなる欠点があつた。

本考案は、このような従来の欠点を除去したも
のでパルスモータの一定速度時のトルクを小さく
することにより、パルスモータの発熱、振動、騒
音を低減すると共に、電源容量も小さくてすむよ
うにしたものである。以下本考案の一実施例を図
面により詳細に説明する。

第２図イは本考案パルスモータの駆動回路の一
実施例を示す回路図、第２図ロは同じくそのタイ
ムチヤートである。図に示すように、１１はパル
スモータの各相の励磁コイル群、１２は相駆動の
ためのトランジスタ群、１３は高電圧を接続、し
や断するためのトランジスタ、１４は高電圧電
源、１５は低電圧電源、１６は高電圧が低電圧に
流れこむのを防止するためのダイオード、１７は
オーバードライブ回路で、第３図にその詳細を示
す。第３図イは前記オーバドライブ回路の一例を
示す回路図であり、２０′は一定速度時に正にな
る論理信号入力端子、１９′はモータの相切換時
に正になる論理信号入力端子、２３は比較器、２
４は入力端子２０′のレベルに応じて、比較器２
３の基準電圧を変動させる抵抗群としてのレベル
変換回路、２５はパルスモータの駆動電源、２６
はパルスモータの駆動電源２５の電圧に応じて、
内部のコンデンサに蓄積される電荷量の変わる積
分回路、２７は論理信号入力端子１９′が正の
間、比較器２３の出力を抑制する働きを持つオー
プンコレクタの論理ゲート、２８は前記各部に電
流を供給する電源である。２９はオーバドライブ
信号出力端子である。そして、論理信号入力端子
２０′からの信号はレベル変換回路（抵抗群）２
４の入力と接続し、抵抗群２４の出力は比較器２
３の正極側入力と接続する。論理信号入力端子１
９′からの信号は積分回路２６の入力と接続し、
さらに論理ゲート２７の入力と接続する。積分回
路２６の出力は、比較器２３の負極側入力と接続
する。比較器２３の出力は論理ゲート２７の出力
と、電源２５は積分回路２６のもう一方の入力、
電源２８は抵抗群２４のもう一方の入力とそれぞ
れ接続する。

第３図ロは、第３図イを動作させた場合のタイ
ムチヤートを示すもので、ａは論理信号入力端子
２０′からの信号で、パルスモータが一定速度の
時に正となる。ｂは論理信号入力端子１９′から
の信号で、パルスモータの相切換時に正となる。
ｃは抵抗群２４の出力信号で、ａの信号により出
力電圧が変化する。ｄは積分回路２６の出力信号
で、電源２５の大きさに応じて、充電カーブが無
限のカーブをとりうる。ｅは比較器２３の出力信
号でｃがｄより大きい時だけ正となる論理信号で
ある。

次に、第２図イの１８は専用もしくは汎用のマ
イクロプロセツサ及びその周辺回路、１９，２０
はそれぞれマイクロプロセツサ等で制御されるパ
ルスモータ相切換信号とパルスモータ定速度信号
でそれぞれ第３図イの入力端子１９′，２０′に接
続される。また第２図イの２１はパルスモータの
相切換をつかさどる集積回路で、マイクロプロセ
ツサ及びその周辺回路１８の出力信号１９はオー
バドライブ回路１７の入力とつながり、さらに集
積回路２１とつながる。また、マイクロプロセツ
サ及びその周辺回路１８の出力信号２０はオーバ
ドライブ回路１７の他の入力とつながる。オーバ
ドライブ回路１７の第３番目の入力は高電圧電源
１４の正極とつながる。また、オーバドライブ回
路１７の出力はトランジスタ１３とつながり、さ
らにダイオード１６を介して低電圧電源１５とつ
ながつている。パルスモータ各相の励磁コイル群
１１の他方はトランジスタ１２とそれぞれ接続さ
れトランジスタ１２の入力は集積回路２１の出力
とそれぞれ接続される。

次に、第２図イに示す回路によりパルスモータ
を回転するには、マイクロプロセツサ及びその周
辺回路１８より、パルスモータ相切換信号１９
が、オーバドライブ回路１７及び集積回路２１に
供給される。オーバドライブ回路１７は第３図
イ，ロで説明したようにモータに高電圧を供給す
る時間幅を出力し、それによつてトランジスタ１
３が駆動されて、パルスモータ各相の励磁コイル
群１１に高電圧と低電圧が交互に供給される。ま
た、集積回路２１の内部では、パルスモータ相切
換信号に同期して、トランジスタ群１２のＡ，
，Ｂ，に第１図ロに示すような切換信号を出
力して、これによつてトランジスタ群１２の選択
されたものが駆動される。トランジスタ１３がオ
ンとなつた間は、電流が高電圧電源１４→トラン
ジスタ１３→励磁コイル群１１→トランジスタ群
１２→高電圧電源１４と流れて、パルスモータ相
が駆動される。トランジスタ１３がオフとなつた
間は、電流が低電圧電源１５→ダイオード１６→
励磁コイル群１１→トランジスタ群１２→低電圧
電源１５と流れて、パルスモータ相が駆動され
る。

一定速度時には、マイクロプロセツサ及び周辺
回路１８より一定速度信号２０がオーバドライブ
回路１７に供給され、これによつて第３図イ，ロ
に示すように一定速度時のみオーバドライブ幅が
短くなることにより、パルスモータに高電圧が供
給される時間が短くなり、これによつて第２図ロ
のｄに示すとおり、一定速度時のみパルスモータ
相に流れる電流が小さく抑えられる。第２図ロの
ａは一定速度時正になる信号で第２図イの信号２
０に相当する。第２図ロのｂはパルスモータの相
切換時正になる信号で第２図イの信号１９に相当
する。第２図ロのｃは第２図イのトランジスタ１
３に供給されるオーバドライブ信号で、加速時、
減速時に比べ一定速度時に時間幅が狭くなるよう
にしてある。第２図ロのｄは、パルスモータを２
相励磁にした場合にパルスモータ相の励磁コイル
群１１のある１相に流れる電流の大きさを示した
図である。

このように第１の実施例ではパルスモータが一
定速度時であることをマイクロプロセツサ及びそ
の周辺回路１８から受信し、一定速度時の電流を
低減するようになつている。そのため、従来のよ
うに、一定速度時にエネルギーが余り、パルスモ
ータが発熱、振動することと極めて小さくおさえ
ることが出来るとともにモータの発生する騒音、
さらにモータ以外の個所がモータの振動を受けて
発生する騒音も小さくすることが出来る。一般に
騒音は、ある周波数の音が長時間続く時に特に耳
ざわりになるが、本考案では加速時、減速時には
パルスモータの相切換周波数は刻々と変化するた
め、耳ざわりにならず、また一定速度時には、あ
る周波数が長時間続くものの、振動の発生を発生
源から小さく抑えるため有効に耳ざわりな騒音を
低減できる。また、一般にパルスモータを使用す
る場合、加速時、減速時には他の仕事をさせるこ
とは余りなく、一定速度時には他の仕事をさせる
ことが多い（例えばプリンタ等における印字動作
等）ため、一定速度時の電源容量の低減は極めて
有意義である。

さらに本考案によればパルスモータの駆動用電
源の電圧の低下によつてオーバドライブの時間幅
を拡大して、電流の低下を防ぎ、一定のトルクを
供給できるため電源電圧を安定化した電源は不要
であり、抵抗値の設定を合せることにより、電源
電圧の変動を無視できる。このことは電源回路の
重量、容積、価格において極めて効果である。

第１の実施例は第３図イのレベル変換回路２４
として、単なる抵抗群を使用したが、第２の実施
例としてこれにコンデンサ１個を追加した積分回
路とすることにより、第４図に示すようにオーバ
ドライブ時間幅の低下を徐々に行う事が出来る。
第４図イは第３図イのレベル変換回路２４の抵抗
群を積分回路としたものである。第４図イにおい
て、第３図イと全く同じ機能部分には同一の参照
符号を付し、説明を省略する。第４図ロにおいて
ｃはレベル変換回路２４の出力波形であり、第３
図ロのｃに比較すると、コンデンサを追加したた
めに、波形がなまつている。このため、第４図ロ
のｅと第２図ロのｅを比較すれば、明瞭なように
オーバドライブ時間幅は徐々に変動するようにな
る。

このようにすると、第１の実施例と同様に、一
定速度時のモータのトルクを低減することと、そ
れによる効果が同様に得られるのみならず、加速
時、減速時から一定速度時あるいは、一定速度時
から加速時、減速時に移つた際のモータのトルク
の変化を極めてなめらかに行うことが可能で、パ
ルスモータの脱調等が起こりにくくなるため、パ
ルスモータの相切換をより高速に切換えることが
できる。またこの実現がコンデンサ１個の追加で
行えるため、利点が多い。

以上は、パルスモータの相切換と同期して、オ
ーバドライブ時間幅だけの高電圧を供給する回路
について示したが、第３の実施例としてパルスモ
ータの相切換とオーバドライブの切換は同期しな
くても良い例を第５図に示す。

第５図イにおいて第２図イのマイクロプロセツ
サ及びその周辺回路１８とオーバドライブ１７の
接続を切断し、オーバドライブ回路１７からの入
力ピンを２２として、ある周期の切換信号を入力
してやれば、第２図ロにおけるｃの波形は第５図
ロにおけるｃのようになる。このときモータに流
れる電流も、第２図ロにおけるｄの波形が第５図
ロにおけるｄのようになり、第１の実施例と同様
の効果をあげることができる。さらにパルスモー
タの巻線と高電源電圧、さらに第５図イの入力ピ
ン２２に加える信号の周期とを選ぶことにより、
第５図イにおける低電圧電源１５及びダイオード
１６を削除しても、同様の効果を得ることができ
る。また、第３の実施例と第２の実施例を組合せ
ると加速時、減速時から一定速度時、一定速度時
から加速時、減速時の切換えがスムーズになり、
パルスモータの相切換周波数も上昇させることが
可能である。

以上、実施例としてパルスモータの相切換が２
相励磁の場合について述べたが、これは１−２相
励磁の場合にもまた、２相以外のパルスモータの
駆動についても同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパルスモータの駆動回路を示す
図、第２図イは本考案パルスモータの駆動回路の
一実施例を示す回路図、第２図ロは同じくそのタ
イムチヤート、第３図イはオーバドライブ回路の
一例を図す図、第３図ロは同じくそのタイムチヤ
ート、第４図イはオーバドライブ回路の他の例を
示す図、第４図ロは同じくそのタイムチヤート、
第５図イは本考案パルスモータ駆動回路の他の実
施例を示す回路図、第５図ロは同じくそのタイム
チヤートである。 １１……励磁コイル群、１２……トランジスタ
群、１３……トランジスタ、１４……高電圧電
源、１５……低電圧電源、１６……ダイオード、
１７……オーバドライブ回路、１８……マイクロ
プロセツサ及びその周辺回路、１９……相切換信
号、２０……一定速度信号、２１……集積回路、
２２……入力ピン、２３……比較器、２４……レ
ベル変換回路、２５……パルスモータの駆動電
源、２６……積分回路、２８……電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. パルスモータの駆動開始時、停止時にオーバド
   ライブを行なうパルスモータの駆動回路におい
   て、定速回転指令信号のレベルに対応して予め設
   定した２値の電圧を得るレベル変換回路と、パル
   スモータの相切換信号を受けて放電する積分回路
   と、前記レベル変換回路と前記積分回路との出力
   レベルを比較しレベル差に応じたパルス幅を出力
   する比較器とからなるオーバドライブ回路を備
   え、該オーバドライブ回路の出力によりパルスモ
   ータのオーバドライブを行うことを特徴とするパ
   ルスモータの駆動回路。