JPS6349114Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はモータに内蔵あるいは連結された回転
検出器を備え、前記回転検出器の出力信号から得
られる前記モータの回転数に比例した周波数の信
号を周波数−電圧変換し、その電圧と基準電圧と
を比較し、その誤差信号によりモータ駆動回路の
給電量を制御することにより前記モータの回転速
度を一定に制御するモータの速度制御装置に関す
るものである。

従来の技術 近年、カセツトデツキ、レコードプレーヤ等の
音響機器に用いられるモータとして、普及機には
モータの逆起電圧を速度信号したいわゆる電子ガ
バナを使用したものが用いられているが、この方
式は周囲の温度変化や経年変化に対して十分安定
な制御を維持することが難しい。そのため高級機
では上述したようにモータに回転検出器を取り付
け、その出力信号の周波数を速度信号としたいわ
ゆる周波数制御方式を使用したものが用いられて
いる。

以下図面を参照しながら、上述した従来の周波
数制御方式のモータの速度制御装置の一例につい
て説明する。

第１図は従来のモータの速度制御装置のブロツ
ク図を示すものである。第１図において、モータ
１には回転検出器である交流発電機２が連結さ
れ、前記交流発電機２の出力信号は波形整形回路
３によつて波形整形され、微分パルス発生回路４
に印加される。

前記微分パルス発生回路４は前記交流発電機２
の交流信号の繰り返し周期に等しい繰り返し周期
を有する微分パルス列を得るものである。

前記微分パルス発生回路４の出力信号はコンデ
ンサと抵抗の直列時定数回路を含む基準時間幅発
生回路５に与えられる。前記基準時間幅発生回路
５の出力側には、Ｃ−Ｒ直列時定数回路の時定数
に比例した一定時間幅で、繰り返し周期は入力微
分パルス列の繰り返し周期に等しい矩形波が得ら
れ、前記矩形波は積分回路６に加えられる。

前記一定時間幅の矩形波は前記積分回路６によ
つて、モータ１の回転速度に応じて直流電圧の変
化する信号に変換され、この直流信号は比較増幅
回路７に与えられる。前記比較増幅回路７は、一
般にトランジスタを用いた差動増巾回路によつて
構成され、片方の入力側には前記直流信号が印加
され、他方の入力側には比較用基準電圧が印加さ
れる。

前記比較増幅回路７の出力信号はモータ１を駆
動する駆動回路８に印加される。前記駆動回路８
の出力側には前記モータ１が接続されている。

以上のように構成されたモータの速度制御装置
について、以下その動作を説明する。交流発電機
２からはモータ１の回転速度に依存した繰り返し
周期を有する交流信号が得られ、前記交流信号は
波形整形回路３によつて波形整形され、前記波形
整形回路３からの出力信号は微分パルス発生回路
４、基準時間幅発生回路５及び積分回路６によつ
て、前記モータ１の回転速度に応じて直流電位の
変化する信号に変換される。さらに、この直流電
位は比較増幅回路７によつて基準電圧と比較さ
れ、比較出力信号が駆動回路８に与えられるか
ら、結局、前記直流信号の電位と基準電圧が等し
くなるように前記モータ１の回転速度が制御され
る。

さて、第２図は上記のようなモータの回転速度
制御装置に使用される従来の基準時間幅発生回路
の構成例を示したものである。

図において、Ａは信号入力端子、Ｂは正側給電
端子、Ｃは信号出力端子、Ｄは負側給電端子であ
る。

端子Ｂに接続される正側給電線路と端子Ｃに接
続される出力線路間には抵抗９と抵抗１０による
分圧回路が接続され、前記出力線路と端子Ｄに接
続される負側給電線路間にはトランジスタ１１の
コレクタとエミツタが接続されている。

前記トランジスタ１１のベースは端子Ａに接続
される入力線路に接続され、前記入力線路と負側
給電線路間には抵抗１２が接続されている。

また、前記抵抗９及び１０による分圧回路の分
圧点にはトランジスタ１３のベースが接続され、
前記トランジスタ１３のコレクタは前記トランジ
スタ１１のベースに接続され、前記トランジスタ
１３のエミツタはトランジスタ１４のエミツタと
共に抵抗１５を介して正側給電線路に接続されて
いる。

また、前記トランジスタ１４のコレクタは出力
線路に接続され、前記トランジスタ１４のベース
と正側給電線路間にはコンデンサ１６が、そして
前記トランジスタ１４のベースと出力線路間には
抵抗１７が接続されている。

この回路は抵抗９，１０による分圧回路と
NPN型トランジスタ１１とPNP型トランジスタ
１３によつて構成された、いわゆるフツクスイツ
チと、トランジスタ１４とＣ−Ｒ直列時定数回路
によつて構成されたタイミングパルス発生回路の
組み合わせからなり、いわゆる単安定マルチバイ
ブレータと同じように、入力側に微分パルスが印
加されてから、一定時間だけ出力レベルをほぼ零
に維持するものである。

さて、動作の概要を説明すると、いま、入力端
子Ａに正の微分パルスが印加された時、トランジ
スタ１１にはベース電流が流れ、トランジスタ１
１のコレクタ電流によつてトランジスタ１３にも
ベース電流が流れるから、トランジスタ１１と１
３は瞬時にして導通状態となり、微分パルスが取
り除かれた後もこの状態を維持する。このため、
微分パルスが印加された直後に出力端子Ｃの電位
はほぼ零となるとともにコンデンサ１６には抵抗
１７を通して充電が開始される。

そして、コンデンサ１６の両端の電圧が分圧抵
抗９の両端の電圧よりも大きくなつた時、トラン
ジスタ１４にはベース電流が流れる。この時、ト
ランジスタ１４は導通してコレクタ電流が流れる
が、トランジスタ１４とトランジスタ１３は差動
接続されているので、トランジスタ１４のコレク
タ電流分だけ、トランジスタ１３のコレクタ電流
が減少する。このため、トランジスタ１１のベー
ス電流が減少し、コレクタ電流も減少するから、
分圧抵抗９の両端電圧は小さくなり、この結果、
トランジスタ１４のベース電流、コレクタ電流は
ますます増加する。そして、トランジスタ１４は
導通状態、トランジスタ１３，１１は遮断状態に
移行する。

すなわち、入力端子Ａに正の微分パルスが印加
されるとその瞬間に出力端子Ｃの電位はほぼ零ま
で下降し、一定時間経過した後にトランジスタ１
４によつてタイミングパルスが発生されるから出
力端子Ｃの直流電位は再び電源電圧まで上昇す
る。

入力端子Ａに微分パルスが印加されてからトラ
ンジスタ１４がタイミングパルスを発生するまで
の時間は分圧抵抗９及び１０による分圧比あるい
はコンデンサ１６と抵抗１７の直列回路の時定数
に依存する。

さて、第３図において第２図に示した従来の基
準時間幅発生回路の各部の信号波形図を示し、さ
らに詳しく説明する。

第３図のイは第２図における入力端子Ａに印加
される正の微分パルス列を示し、ロは入力端子Ａ
にイのような正の微分パルスが印加された時のＣ
−Ｒ直列時定数回路のコンデンサ１６と抵抗１７
の接続点に現れる信号波形であり、ハは出力端子
Ｃに現れる出力信号波形である。すなわち、信号
端子Ｃには第２図における分圧抵抗９および１０
による分圧比あるいはコンデンサ１６と抵抗１７
の直列回路による時定数に依存した一定時間幅
TSを有する出力信号破形が得られる。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、出力端子
Ｃに現れる出力信号波形としては第３図ハに示し
たように鮮明な矩形波ではなく、立ち上がりの遅
い波形になつている。

また、コンデンサ１６と抵抗１７の接続点に現
れる第３図ロに示す信号波形も同様に立ち上がり
の遅い波形になつている。これは、第２図におい
て、コンデンサ１６の両端の電圧が分圧抵抗９の
両端の電圧よりも大きくなつた時に、トランジス
タ１４は導通状態に、トランジスタ１３，１１は
遮断状態に移行する。ところが、コンデンサ１６
に充電されていた電荷の一部は抵抗９，１０及び
１７を通して徐々に放電される。

この時、結局、コンデンサ１６の分圧電圧が抵
抗９および１０に発生するために出力端子Ｃの電
位はトランジスタ１１が遮断状態になつた時に直
ちに電源電圧（端子Ｂの電圧）の電位に復帰しな
いのである。

また、コンデンサ１６と抵抗１７の接続点の電
位も第３図ロのようにCR放電曲線にて上昇する
ためゆつくりした曲線波形で上昇している。した
がつて、第２図に示したような従来の基準時間幅
発生回路においては出力端子Ｃの出力信号波形と
しては第３図ハに示したように波形の立ち上がり
が遅いことが要因となり、この基準時間幅発生回
路を使用したモータの速度制御装置において誤動
作を生じることがしばしばあつた。

その誤動作について説明する。

第４図は第２図に示したような従来の基準時間
幅発生回路を使用したモータの速度制御装置が正
常に制御が実行されている時の前記基準時間幅発
生回路への入力信号ニとコンデンサ１６と抵抗１
７の接続点の信号ニ′と出力信号ホを示すもので
ある。すなわち、正の微分パルス入力信号の周期
に対応して一定時間幅TSを有した出力信号が形
成されている。

これに対して第５図は誤動作が生じた時の前記
基準時間幅発生回路への入力信号ヘとコンデンサ
１６と抵抗１７の接続点の信号ヘ′と出力信号ト
を示すものである。すなわち、正の微分パルス入
力信号の２周期を１周期とした一定時間幅TSを
有した出力信号が形成されている。この場合のコ
ンデンサ１６と抵抗１７の接続点の信号波形ヘ′
と出力信号波形トはそれぞれ第７図の正常制御時
のコンデンサ１６と抵抗１７の接続点の信号波形
ニ′と出力信号波形ホと同様の波形となる。

したがつて従来のモータの速度制御装置におい
ては第１図のブロツク図で示したように前記出力
信号波形トは積分回路６によつて直流信号に変換
され、前記直流信号は比較増幅回路７に与えら
れ、その出力信号によつて駆動回路８を動作させ
るモータを定速制御するため、結果としては正の
微分パルス入力信号が正常制御時の２倍発生した
形すなわち正常制御時の倍の回転速度でも制御が
かかつてしまうこととなる。

上記のような誤動作の原因は第２図に示したよ
うな従来の基準時間幅発生回路の出力信号波形が
立ち上がりの遅い波形になつており、鮮明な矩形
波が得られていないためである。

すなわち、第２図においてコンデンサ１６の両
端の電圧が分圧抵抗９の両端の電圧よりも大きく
なつた時に、トランジスタ１４は導通状態にトラ
ンジスタ１３，１１は遮断状態になる。トランジ
スタ１１が遮断状態になつた直後においてはトラ
ンジスタ１４のベース電位はまだ低いレベルにあ
るのに比べトランジスタ１３のベース電位は比較
的早く立ち上がるため高いレベル（電源電圧に近
いレベル）になつている。

そして、この時期に入力端子Ａに新たな正の微
分パルスが印加されても、そのパルスにより出力
端子Ｃの電位は一瞬下がるが、トランジスタ１３
を導通状態にするにはトランジスタ１３のベース
電位をトランジスタ１４のベース電位より下げる
必要があるが、前述したようにこの時期のこの閾
値が大きいためミストリガする確率が高い。特に
トランジスタ１４のベース電位が低い時にはミス
トリガしやすいといえる。

こうして、入力端子Ａへの正の微分パルス列の
１つおきに一定時間幅を有する出力信号が発生す
ることになり、その結果第１図に示したような従
来モータの速度制御装置においては設定回転数の
倍の速度で制御がかかつてしまうことになる。

実際の場合の一例を上げると、たとえばカセツ
トテープレコーダのキヤプスタン駆動用モータを
通常テープ走行時にモータの回転数を2000r.p.m
に定速制御していたとする。そしてテープ早送り
のためモータの両端にかかる印加電圧を大きく
し、前記モータの回転数を4000r.p.m.以上の高速
にし、またそのテープ早送りを解除して元の通常
テープ走行時にもどそうとした場合、すなわち前
記モータの回転数として2000r.p.m.もどそうとし
た場合、4000r.p.m.の点に定速制御されたままに
なり2000r.p.m.までもどらなく、問題となる可能
性があつた。

本考案は上記問題点に鑑み、モータに取り付け
た回転検出器の出力信号から得られる回転数に比
例した周波数の信号を確実に回転数に応じた直流
電圧に変換し、誤動作のないモータの速度制御装
置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本考案のモータの
速度制御装置は、モータと、前記モータの回転数
に比例した周波数の信号を発生する回転検出器
と、前記回転検出器の出力信号波形を整形する波
形整形回路と、前記波形整形回路の出力信号のエ
ツジを微分パルス列に変換する微分パルス発生回
路と、前記微分パルスをトリガ信号とし一定時間
幅を有する矩形波信号を出力する基準時間幅発生
回路と、前記基準時間幅発生回路の出力信号を前
記モータの回転数に応じた直流電圧に平滑する手
段と、前記直流電圧と基準電圧とを比較しその差
を増幅する手段と、前記比較増幅手段からの出力
を電力増幅するためのモータ駆動回路を備え、前
記モータ駆動回路の出力を前記モータに供給して
速度制御を行わすようにし、しかも前記基準時間
幅発生回路は、給電線路と出力線路間に接続され
た分圧回路と、前記分圧回路の分圧点にベースが
接続された第１のトランジスタと、前記第１のト
ランジスタと逆極性の第２トランジスタからなる
フツクスイツチを備えると共に、前記給電線路と
出力線路間に接続されたＣ−Ｒ直列時定数回路
と、前記Ｃ−Ｒ直列時定数回路のコンデンサと抵
抗の接続点にベースが接続され、前記第１のトラ
ンジスタとエミツタが共通接続された前記第１の
トランジスタと同極性の第３のトランジスタから
なるタイミングパルス発生回路を備え、かつ、エ
ミツタが前記Ｃ−Ｒ直列時定数回路のコンデンサ
と抵抗の接続点に、ベースが前記分圧回路の分圧
点または前記出力線路に、コレクタが前記給電線
路にそれぞれ接続した第４のトランジスタから構
成されたものである。

作 用 本考案は上記した構成によつて基準時間幅発生
回路の出力信号波形を時間遅れのない鮮明な矩形
波信号が確実に形成できるようにし、ミストリガ
などによる誤動作を防止できる。

実施例 以下本考案の一実施例のモータの速度制御装置
について、図面を参照しながら説明する。

第６図は本考案の第１の実施例における速度制
御装置の構成図である。第６図において１はモー
タ、２は回転検出器、３は波形整形回路、４は微
分パルス発生回路、５は基準時間幅発生回路、６
は平滑手段、７は比較増幅手段、８はモータ駆動
回路である。前記基準時間幅発生回路の構成をさ
らに詳しく説明すると、第２図に示す構成に新た
にトランジスタ１８のエミツタをＣ−Ｒ直列時定
数回路のコンデンサ１６と抵抗１７の接続点に、
また前記トランジスタ１８のベースを抵抗９と抵
抗１０よりにる分圧回路の分圧点に、そして前記
トランジスタ１８のコレクタを端子Ｂに接続され
る正側給電線路にそれぞれ接続した形になつてい
る。

さて、第７図に第６図に示した本考案のモータ
の速度制御装置の一実施例における基準時間幅発
生回路の各部の信号波形図を示しながら、動作を
説明する。

第６図の出力端子Ａに第７図チ−１に示したよ
うな正の微分パルスが印加されると、トランジス
タ１１にはベース電流が流れ、トランジスタ１１
のコレクタ電流によつてトランジスタ１３にもベ
ース電流が流れるから、トランジスタ１１，１３
は瞬時に導通状態となり、前記微分パルスチ−１
が取り除かれた後もこの状態を維持する。

すなわち、端子Ａに微分パルスチ−１が印加さ
れた直後に端子Ｃの電位はほぼ零となると共にコ
ンデンサ１６には抵抗１７を通して充電が開始さ
れる。そしてコンデンサ１６への充電が進むにつ
れて、Ｃ−Ｒ直列時定数回路のコンデンサ１６と
抵抗１７の接続点の電位は第７図リ−１に示した
ように下降する。

そして、さらにコンデンサ１６への充電が進
み、コンデンサ１６の両端の電圧が分圧抵抗９の
両端の電圧よりも大きくなつた時、トランジスタ
１４は導通状態に、トランジスタ１３は遮断状態
に移行する。この時トランジスタ１３のベース電
位すなわちトランジスタ１８のベース電位が上昇
するのを利用してトランジスタ１８を導通状態に
することによりトランジスタ１８のコレクタ、エ
ミツタ間を短絡し、コレクタ１６に充電されてい
た電荷を瞬時に放電させる。コンデンサ１６と抵
抗１７の接続点に現れる信号波形は第７図リ−２
のようになる。

これにより第２図に示した従来の基準時間幅発
生回路では抵抗９，１０及び１７を通して徐々に
放電するためにコンデンサ１６と抵抗１７の接続
点に現れる信号波形と、出力端子Ｃに現れる出力
信号波形が立ち上がりの遅い波形になつていたも
のが、第６図に示した本考案の実施例の基準時間
幅発生回路においてはトランジスタ１８の働きに
より瞬時に放電するため出力端子Ｃに現れる出力
信号波形は第７図ヌ−２に示したように瞬時に立
ち上がり、鮮明な矩形波に改善される。

したがつて、コンデンサ１６の両端の電圧が分
圧抵抗９の両端よりも大きくなつた時にトランジ
スタ１４は導通状態となり、トランジスタ１３，
１１は遮断状態となりトランジスタ１３のベース
電位は早く立ち上がるが、一方、トランジスタ１
４のベース電位も第７図リ−２のように直ちに立
ち上がり電源電圧の方に移行するためトランジス
タ１３を導通状態にするための閾値が小さくなつ
ている。そのため、入力端子Ａに印加される新た
な正の微分パルスによつて新たに一定時間幅を有
した矩形波信号が確実に形成され第２図に示した
従来の基準時間幅発生回路にみられた前述のよう
な誤動作を防止できるのである。

第８図は本考案の第２の実施例の基準時間幅発
生回路の結線図であるが、ここで第２図に示した
従来の基準時間幅発生回路における各回路素子と
同様の機能を有するものは同図番を付しその説明
を省略する。

そして、第８図に示した本考案の実施例は第２
図に新たにトランジスタ１９のエミツタをＣ−Ｒ
直列時定数回路のコンデンサ１６と抵抗１７の接
続点すなわちトランジスタ１４のベースに、また
前記トランジスタ１９のベースを端子Ｃに接続さ
れる出力線路に、そして前記トランジスタ１９の
コレクタを端子Ｂに接続される正側給電線路にそ
れぞれ接続した形になつている。

すなわち、第８図に示した本考案の第２の実施
例では第６図に示した本考案の実施例におけるト
ランジスタ１８のベースを抵抗９と抵抗１０より
なる分圧回路の分圧点に接続するかわりに出力線
路に接続した形になつている。

第８図のトランジスタ１９の働きは第６図のト
ランジスタ１８の働きと同じである。

つまり、コンデンサ１６の両端の電圧が分圧低
抗９の両端電圧よりも大きくなつた時、トランジ
スタ１４は導通状態に、トランジスタ１３は遮断
状態に移行する。この時出力線路の電位すなわち
トランジスタ１９のベース電位が上昇するのを利
用してトランジスタ１９を導通状態にすることに
よりトランジスタ１９のコレクタ、エミツタ間を
短絡し、コンデンサ１６に充電されていた電荷を
瞬時に放電させる。

このためコンデンサ１６と抵抗１７の接続点に
現れる信号波形は瞬時に立ち上がり出力端子Ｃに
現れる出力信号波形も瞬時に立ち上がり、鮮明な
矩形波が得られ、第２図に示した従来の基準時間
幅発生回路にみられた前述のような誤動作を防止
できる。

考案の効果 以上のように本考案は基準時間幅発生回路を、
その出力信号波形を時間遅れのない鮮明な矩形波
信号が確実に形成できるようにすることにより、
誤動作のない高信頼性のモータの速度制御装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモータの速度制御装置のブロツ
ク図、第２図は従来の基準時間幅発生回路の結線
図、第３図は第２図の各部の信号波形図、第４図
は第２図の従来の基準時間幅発生回路を使用した
モータの速度制御装置の正常制御時の前記基準時
間幅発生回路の各部の信号波形図、第５図は第２
図の従来の基準時間幅発生回路を使用したモータ
に速度制御装置の誤動作時の前記基準時間幅発生
回路の各部の信号波形図、第６図は本考案の第１
の実施例におけるモータの速度制御装置の構成
図、第７図は第１図における基準時間幅発生回路
の各部の信号波形図、第８図は本考案の第２の実
施例における基準時間幅発生回路の結線図であ
る。 １……モータ、２……回転検出器、３……波形
整形回路、４……微分パルス発生回路、５……基
準時間幅発生回路、６……平滑手段、７……比較
増幅手段、８……駆動回路、９，１０……抵抗
（分圧回路）、１１……第２のトランジスタ、１３
……第１のトランジスタ、１４……第３のトラン
ジスタ、１６……コンデンサ（時定数回路）、１
７……抵抗（時定数回路）、１８，１９……第４
のトランジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. モータと、前記モータの回転数に比例した周波
   数の信号を発生する回転検出器と、前記回転検出
   器の出力信号波形を整形する波形整形回路と、前
   記波形整形回路の出力信号のエツジを微分パルス
   列に変換する微分パルス発生回路と、前記微分パ
   ルスをトリガ信号とし一定時間幅を有する矩形波
   信号を出力する基準時間幅発生回路と、前記基準
   時間幅発生回路の出力信号を前記モータの回転数
   に応じた直流電圧に平滑する手段と、前記直流電
   圧と基準電圧とを比較しその差を増幅する手段
   と、前記比較増幅手段からの出力を電力増幅する
   ためのモータ駆動回路を備え、前記モータ駆動回
   路の出力を前記モータに供給して速度制御を行な
   わすようにしたモータの速度制御装置であつて、
   前記基準時間幅発生回路は、給電線路と出力線路
   間に接続された分圧回路と、前記分圧回路の分圧
   点にベースが接続された第１のトランジスタと、
   前記第１のトランジスタと逆極性の第２のトラン
   ジスタからなるフツクスイツチを備えると共に、
   前記給電線路と出力線路間に接続されたＣ−Ｒ直
   列時定数回路と、前記Ｃ−Ｒ直列時定数回路のコ
   ンデンサと抵抗の接続点にベースが接続され、前
   記第１のトランジスタとエミツタが共通接続され
   た前記第１のトランジスタと同極性の第３のトラ
   ンジスタからなるタイミングパルス発生回路を備
   え、かつ、エミツタが前記Ｃ−Ｒ直列時定数回路
   のコンデンサと抵抗の接続点に、ベースが前記分
   圧回路の分圧点または前記出力線路に、コレクタ
   が前記給電線路にそれぞれ接続された第４のトラ
   ンジスタから構成されてなるモータの速度制御装
   置。