(57)【要約】【課題】駆動電力を減少させて省電力化を図る。【解決手段】スイッチＳＷ１〜ＳＷ６のうち、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４とをＯＮ状態として電源からの電流を第１のコンデンサＣ１を介して流してモータＭの駆動と第１のコンデンサＣ１への電荷の蓄積とを行う。その後、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ６をＯＮ状態として、電源から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷を上乗せした状態で電流を流して、モータＭを回転駆動させ、モータＭを回転し易くする。こうした制御をモータの略１８０°の回転毎に交互に切替制御する。【選択図】図２
2008228520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
このモータに電源電圧を供給する電源と、
この電源と前記モータとの間に設けられ、前記電源から供給される電荷を蓄積する蓄電手段と、
この蓄電手段と前記モータの２つの端子のうちの何れか一方の第１の端子とを接続して、前記モータの駆動と前記蓄電手段に電荷の蓄積とを行った後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記何れか他方の第２の端子に切り替える第１の切替制御手段と、
この第１の切替制御手段の制御による切り替えの後に、前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第２の端子に切り替える第２の動作とを、前記モータの予め定められている角度の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御手段と、
を備えていることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記第１の切替制御手段は、前記電源と前記蓄電手段との間に接続された第１及び第２のスイッチのうちの前記第１のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記蓄電手段及び前記モータとの間に接続された第３及び第４のスイッチのうちの前記第４のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記モータの接地側に設けられた第５及び第６のスイッチのうちの前記第５のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＦＦ状態とし、
前記第２の切替制御手段は、前記第１の動作にて、前記第１のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＮ状態とし、かつ、前記第４のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＮ状態とし、かつ、前記第５のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＮ状態とする一方で、前記第２の動作にて、前記第１のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記第４のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記第５のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＦＦ状態とすることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記モータは、パルス信号の入力により回転するパルスモータであり、
前記パルスモータに印加される前記パルス信号のパルス幅が短くされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記モータと前記蓄電手段又は前記電源との間に設けられ、前記モータの回転により生じる逆起電力を前記蓄電手段又は前記電源に回生する回生手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記回生手段と前記蓄電手段又は前記電源との間に設けられ、前記逆起電力の回生の際に、前記回生手段と前記蓄電手段及び前記電源との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える回生接続切替手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
モータと、このモータに電源電圧を供給する電源と、この電源と前記モータとの間に設けられ、前記電源から供給される電荷を蓄積する蓄電手段とを備えるモータ駆動装置に用いられるモータ駆動制御方法において、
前記蓄電手段と前記モータの２つの端子のうちの何れか第１の端子とを接続して、前記モータの駆動と前記蓄電手段に電荷の蓄積とを行った後、前記モータＭの前記蓄電手段と接続される端子を前記何れか他方の第２の端子に切り替える第１の切替制御ステップと、
この第１の切替制御ステップの後に、前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに、前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに、前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第２の端子に切り替える第２の動作とを、前記モータの予め定められている角度の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御ステップとを備えることを特徴とするモータ駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腕時計等の電子機器に適用して有用なモータ駆動装置及びモータ駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロータを所定の角度ずつステップ駆動させるために、パルスを印加することによりステッピングモータを駆動するモータ駆動装置が知られている。
【０００３】
ところで、この種の一般的なモータ駆動装置の場合、ステッピングモータと、このモータに接続された複数のスイッチとを備えている。
そして、モータを駆動する際には、予め定められているスイッチをＯＮ状態とすることにより、モータに電流を流して当該モータを回転させるようにしている。
【０００４】
しかしながら、上記のようなモータの駆動においては、駆動電力すべてを駆動に使っておらず、無駄な電力を消費していることがあった。
すなわち、モータが回転した時は逆起電力が発生し、電流値が下がるが、モータが回らない時は負荷（モータのコイルの損失）が大きくなり、ほとんどコイルの直流抵抗成分で電流が流れつづけることになる。そのため、電池寿命が短くなるなどの欠点が生じていた。
そこで、省電力化を図るために、モータ駆動装置にコンデンサを設けて電力回生を行うモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３００６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の場合、モータの回転数を減少させる時に逆起電力を回生して、コンデンサに蓄積するようになっており、駆動電力そのものを減少させるものではないために、モータへの駆動電力を減少させて省電力化を図ることができるものではない、という問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、駆動電力を減少させて省電力化を図ることができるモータ駆動装置及びモータ駆動制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のモータ駆動装置は、
モータと、
このモータに電源電圧を供給する電源と、
この電源と前記モータとの間に設けられ、前記電源から供給される電荷を蓄積する蓄電手段と、
この蓄電手段と前記モータの２つの端子のうちの何れか一方の第１の端子とを接続して、前記モータの駆動と前記蓄電手段に電荷の蓄積とを行った後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記何れか他方の第２の端子に切り替える第１の切替制御手段と、
この第１の切替制御手段の制御による切り替えの後に、前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第２の端子に切り替える第２の動作とを、前記モータの予め定められている角度の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御手段と、
を備えていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記第１の切替制御手段は、前記電源と前記蓄電手段との間に接続された第１及び第２のスイッチのうちの前記第１のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記蓄電手段及び前記モータとの間に接続された第３及び第４のスイッチのうちの前記第４のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記モータの接地側に設けられた第５及び第６のスイッチのうちの前記第５のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＦＦ状態とし、
前記第２の切替制御手段は、前記第１の動作にて、前記第１のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＮ状態とし、かつ、前記第４のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＮ状態とし、かつ、前記第５のスイッチをＯＦＦ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＮ状態とする一方で、前記第２の動作にて、前記第１のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第２のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記第４のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第３のスイッチをＯＦＦ状態とし、かつ、前記第５のスイッチをＯＮ状態とするとともに前記第６のスイッチをＯＦＦ状態とすることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動装置において、
前記モータは、パルス信号の入力により回転するパルスモータであり、
前記パルスモータに印加される前記パルス信号のパルス幅が短くされていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のモータ駆動装置において、
前記モータと前記蓄電手段又は前記電源との間に設けられ、前記モータの回転により生じる逆起電力を前記蓄電手段又は前記電源に回生する回生手段を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータ駆動装置において、
前記回生手段と前記蓄電手段又は前記電源との間に設けられ、前記逆起電力の回生の際に、前記回生手段と前記蓄電手段及び前記電源との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える回生接続切替手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、
モータと、このモータに電源電圧を供給する電源と、この電源と前記モータとの間に設けられ、前記電源から供給される電荷を蓄積する蓄電手段とを備えるモータ駆動装置に用いられるモータ駆動制御方法において、
前記蓄電手段と前記モータの２つの端子のうちの何れか第１の端子とを接続して、前記モータの駆動と前記蓄電手段に電荷の蓄積とを行った後、前記モータＭの前記蓄電手段と接続される端子を前記何れか他方の第２の端子に切り替える第１の切替制御ステップと、
この第１の切替制御ステップの後に、前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに、前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により前記蓄電手段に蓄電された電荷を前記電源から供給された前記電源電圧に上乗せして前記モータを駆動させるとともに、前記蓄電手段に電荷を蓄積した後、前記モータの前記蓄電手段と接続される端子を前記第２の端子に切り替える第２の動作とを、前記モータの予め定められている角度の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御ステップとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来、無駄となっていた直流抵抗成分で流れつづける電流を削減することができ、駆動電力を減少させて省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１５】
［実施形態１］
図１は、本発明を適用した実施形態１のモータ駆動装置１００の概略構成を示すブロック図である。
図１において、実施形態１のモータ駆動装置１００は、コンデンサＣ１に電荷を蓄積して、蓄積された電荷を電源２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるものである。
また、モータ駆動装置１００は、腕時計等の電子機器に搭載され、時針、分針、秒針等を回転させるステッピングモータ等の直流モータＭを駆動させるものである。具体的には、図１に示すように、モータ駆動装置１００は、モータ駆動回路１と、電源２と、制御部３等を備えている。
【００１６】
モータ駆動回路１は、モータＭと、第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２と、第１〜第８のスイッチＳＷ１〜ＳＷ８と、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２等を備えている。
【００１７】
モータＭは、パルスの印加に基づいてロータを所定の角度（例えば、１８０°）ずつステップ駆動させるものである。また、モータＭは、第４のスイッチＳＷ４、第６のスイッチＳＷ６、第２のダイオードＤ２と接続される第１の端子ｍ１と、第３のスイッチＳＷ３、第５のスイッチＳＷ５、第１のダイオードＤ１と接続される第２の端子ｍ２とを備えている。
【００１８】
電源２は、所定の大きさの電圧を発生して、当該モータ駆動装置１００を駆動させる電源電圧として供給する。
【００１９】
第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２は、電源２とモータＭとの間に設けられている。
第１のコンデンサＣ１は、蓄電手段として、電源２から供給される電荷を蓄積するものである。また、第１のコンデンサＣ１は、モータＭのコイルのインダクタンスと共振回路を構成しており、モータＭの回転動作に寄与しない電力を減少させることができる（図５及び図６参照）。
【００２０】
第１〜第８のスイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、電界効果型トランジスタ等から構成されている。また、第１〜第８のスイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、制御部３と信号線を介して接続され、制御部３の制御下にて、ＯＮ状態或いはＯＦＦ状態とされることにより回路配線の接続状態を切り替えるようになっている。
具体的には、制御部３の制御下にて、第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５がＯＮ状態となるとともに第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第６のスイッチＳＷ６がＯＦＦ状態となることにより、一点鎖線の矢印で表されたような向きに電流が流れる一方で、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第６のスイッチＳＷ６がＯＮ状態となるとともに第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５がＯＦＦ状態となることにより、二点鎖線の矢印で表されたような向きに電流が流れる。
【００２１】
第１のダイオードＤ１は、第１のコンデンサＣ１とモータＭとの間に第３のスイッチＳＷ３と並列に接続されている。第２のダイオードＤ２は、第１のコンデンサＣ１とモータＭとの間に第４のスイッチＳＷ４と並列に接続されている。
そして、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２は、回生手段として、モータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１に回生するものである。
【００２２】
第７のスイッチＳＷ７は、第１のダイオードＤ１と第１のコンデンサＣ１との間に接続されている。第８のスイッチＳＷ８は、第２のダイオードＤ２と第１のコンデンサＣ１との間に接続されている。
そして、第７及び第８のスイッチＳＷ７、ＳＷ８は、回生接続切替手段として、逆起電力の回生の際に、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２と第１のコンデンサＣ１との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるものである。即ち、第７のスイッチＳＷ７は、第３のスイッチＳＷ３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間にＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられることにより、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。また、第８のスイッチＳＷ８は、第４のスイッチＳＷ４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間にＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられることにより、モータＭから生じる負の逆起電力を第２のダイオードＤ２を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。
【００２３】
制御部３は、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３等を備えて構成され、当該モータ駆動装置１００の各部の駆動を制御する。
【００２４】
また、制御部３は、第１〜第６のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６とともに、第１の切替制御手段を構成している。即ち、制御部３のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に格納された第１の切替制御プログラム３３ａの実行に基づいて、第１のコンデンサＣ１とモータＭの２つの端子のうちの何れか一方の第１の端子（右側の端子）ｍ１とを接続して、モータＭの駆動と第１のコンデンサＣ１に電荷の蓄積とを行った後、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第２の端子（左側の端子）ｍ２に切り替える第１の切替制御ステップを行うものである。
具体的には、制御部３のＣＰＵ３１は、第１の切替制御プログラム３３ａの実行に基づいて、第１のスイッチＳＷ１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態としてモータＭを略１８０°回転駆動させた後、第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＮ状態とする切替制御を行う。
【００２５】
また、制御部３は、第１〜第６のスイッチＳＷ１〜ＳＷ６とともに、第２の切替制御手段を構成している。即ち、制御部３のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に格納された第２の切替制御プログラム３３ｂの実行に基づいて、第１の切替制御ステップの後に、第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷を電源２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるとともに、第１のコンデンサＣ１に電荷を蓄積した後、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第１の端子に切り替える第１の動作と、この第１の動作により第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷を電源２から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるとともに、第１のコンデンサＣ１に電荷を蓄積した後、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第２の端子に切り替える第２の動作とを、モータＭの略１８０°（予め定められている角度）の回転毎に交互に切替制御する第２の切替制御ステップを行うものである。
具体的には、制御部３のＣＰＵ３１は、第１の切替制御ステップの後、第２の切替制御プログラム３３ｂの実行に基づいて、第１のスイッチＳＷ１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態として、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第１の端子に切り替える第１の動作と、第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＮ状態として、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第２の端子に切り替える第２の動作とを、モータＭの略１８０°の回転毎に交互に切替制御する。
【００２６】
次に、上述した構成を備えているモータ駆動装置のモータ駆動制御処理について説明する。
図２及び図３は、モータ駆動装置１００を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。図４は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【００２７】
電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（１８０°）回転させる場合には、制御部３のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３から第１の切替制御プログラム３３ａを読み出して実行して、第１の切替制御ステップを行う。
【００２８】
即ち、ＣＰＵ３１は、図４に示す時刻ｔ１にて、図２（a）に示すように、第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２及び第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態として、第１のコンデンサＣ１とモータＭの第１の端子ｍ１とを接続してモータＭに電源２からの電力を供給する。これにより、電源２からの電流が第１のスイッチＳＷ１、第１のコンデンサＣ１、第４のスイッチＳＷ４及び第１の端子ｍ１を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動と第１のコンデンサＣ１への電荷の蓄電とが行われる。そして、モータＭを流れた電流は、第５のスイッチＳＷ５を介してアースへと流れ落ちる。
【００２９】
ＣＰＵ３１は、図４における次の時刻ｔ２にて、第４のスイッチＳＷ４をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第８のスイッチＳＷ８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第２のダイオードＤ２を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。その後、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ３にて、第８のスイッチＳＷ８をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１による負の逆起電力の回生を終了する。
その後、図４における時刻ｔ４（時刻ｔ１から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第１の端子ｍ１から第２の端子ｍ２に切り替える動作を行う。即ち、ＣＰＵ３１は、図２（ｂ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１及び第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源２からの電流が第２のスイッチＳＷ２、第１のコンデンサＣ１、第３のスイッチＳＷ３及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷が上乗せされた状態、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。従って、モータＭは回転し易くなるため、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができる。
そして、モータＭを流れた電流は、第６のスイッチＳＷ６を介してアースへと流れ落ちる。
【００３０】
また、上記のようにしてモータＭが略１８０°回転駆動する際には、図２（ｃ）に示すように、第１のコンデンサＣ１に第２の端子ｍ２側から電荷の蓄電が行われる。
【００３１】
そして、制御部３のＣＰＵ３１は、第１の切替制御ステップの後に、ＲＯＭ３３から第２の切替制御プログラム３３ｂを読み出して実行して、第２の切替制御ステップを行う。
即ち、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ５にて、第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第７のスイッチＳＷ７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。その後、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ６にて、第７のスイッチＳＷ７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００３２】
その後、図４における時刻ｔ７（時刻ｔ４から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第２の端子ｍ２から第１の端子ｍ１に切り替える第１の動作を行う。即ち、ＣＰＵ３１は、図３（ａ）に示すように、第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ２及び第６のスイッチＳＷ６をＯＮ状態からＯＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１とモータＭの第１の端子ｍ１とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源２からの電流が第１のスイッチＳＷ１、第１のコンデンサＣ１、第４のスイッチＳＷ４及び第１の端子ｍ１を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷が上乗せされた状態、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、モータＭを流れた電流は、第５のスイッチＳＷ５を介してアースへと流れ落ちる。
【００３３】
また、上記のようにしてモータＭが略１８０°回転駆動する際には、図３（ｂ）に示すように、第１のコンデンサＣ１に第１の端子ｍ１側から電荷の蓄電が行われる。
【００３４】
その後、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ８にて、第４のスイッチＳＷ４をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第８のスイッチＳＷ８をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。その後、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ９にて、第７のスイッチＳＷ７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００３５】
その後、図４における時刻ｔ１０（時刻ｔ７から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ３１は、モータＭの第１のコンデンサＣ１と接続される端子を第１の端子ｍ１から第２の端子ｍ２に切り替える第２の動作を行う。即ち、ＣＰＵ３１は、第１のスイッチＳＷ１及び第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１とモータＭの第２の端子ｍ２とを接続してモータＭに電力を供給する。これにより、電源２からの電流が第２のスイッチＳＷ２、第１のコンデンサＣ１、第３のスイッチＳＷ３及び第２の端子ｍ２を介してモータＭへ流れて、モータＭの略１８０°の回転駆動が行われる。このとき、電源２から供給された電源電圧に第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷が上乗せされた状態で、即ち、モータＭの駆動電圧が実質的に上昇した状態で電流が流れて、モータＭの回転駆動が行われる。
そして、ＣＰＵ３１は、図４における時刻ｔ１１にて、第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態として、モータＭに対する電力の供給を停止するとともに、第３のスイッチＳＷ３をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第７のスイッチＳＷ７をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭから生じる負の逆起電力を第１のダイオードＤ１を通して第１のコンデンサＣ１に回生する。その後、ＣＰＵ３１は、時刻ｔ１２にて、第７のスイッチＳＷ７をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、第１のコンデンサＣ１による負の逆起電力の回生を終了する。
【００３６】
上記の第１の動作及び第２の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【００３７】
以上のように、実施形態１のモータ駆動装置１００によれば、モータＭと電源２との間に第１のコンデンサＣ１が配設されて共振回路を構成しているので、従来、無駄となっていた直流抵抗成分で流れつづける電流を削減することができ、駆動電力を減少させることができる。
また、モータＭの略１８０°の回転毎にモータＭの第１のコンデンサＣ１に接続される端子を入れ替えて、当該第１のコンデンサＣ１に蓄積された電荷を電源電圧に上乗せした状態、つまり、駆動電圧よりも高電圧化した状態で電流を流してモータＭを回転駆動させることができる。具体的には、第１の切替制御ステップにあっては、ＣＰＵ３１の制御下にて、電源２と第１のコンデンサＣ１との間に接続された第１及び第２のスイッチＳＷ１、ＳＷ２のうちの第１のスイッチＳＷ１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦ状態とし、かつ、第１のコンデンサＣ１及びモータＭとの間に接続された第３及び第４のスイッチＳＷ３、ＳＷ４のうちの第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態とし、かつ、モータＭの接地側に設けられた第５及び第６のスイッチＳＷ５、ＳＷ６のうちの第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態とする。さらに、第２の切替制御ステップにあっては、ＣＰＵ３１の制御下にて、第１の動作にて、第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＮ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＦＦ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＮ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＦＦ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＮ状態とする一方で、第２の動作にて、第１のスイッチＳＷ１をＯＮ状態とするとともに第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦ状態とし、かつ、第４のスイッチＳＷ４をＯＮ状態とするとともに第３のスイッチＳＷ３をＯＦＦ状態とし、かつ、第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とするとともに第６のスイッチＳＷ６をＯＦＦ状態とする。
これにより、モータＭを回転し易くすることができ、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができることとなって、省電力化を実現することができる。
従って、腕時計等に搭載される小型電池での駆動の長寿命化に寄与することができる。
【００３８】
また、モータＭと第１のコンデンサＣ１との間に設けられた第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２により、モータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１に回生することができる。即ち、逆起電力の回生の際に、第７及び第８のスイッチＳＷ７、ＳＷ８によって、第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２と第１のコンデンサＣ１との接続をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えることにより、逆起電力を回収することができる適当な期間だけ第１及び第２のダイオードＤ１、Ｄ２を働かせてモータＭの回転により生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１に回生することができることとなって、より省電力化を実現することができる。
【００３９】
ここで、上記実施形態１のモータ駆動装置１００のモータＭの回転時と未回転時の電流量について図５及び図６を参照して説明する。
図５は、モータＭの回転時と未回転時の電流量を模式的に示す図である。図６は、モータ駆動装置１００を構成する共振回路を模式的に示す図である。
なお、図５にあっては、従来のモータ駆動装置のモータ回転時における電流量を一点鎖線Ｓ１で、モータ未回転時における電流量を二点鎖線Ｓ２で表し、また、実施形態１のモータ駆動装置１００のモータ回転時における電流量を実線Ｓ３で、モータ未回転時における電流量を破線Ｓ４で表すものとする。また、図５において、ＬはモータＭのコイルのインダクタンスを表し、Ｒ１及びＲ２はコイルの直流抵抗を表している。
【００４０】
図５に示すように、モータＭはコイルのインダクタンスによる磁束の発生で回転子に作用して回転トルクを出すことになるが、電圧印加時から徐々に電流が流れ始める。そして、モータＭが回転し始める。電流量Ｓ１が極大点Ｐ１に到達したあと、鎖交磁束を切り出すに従って逆起電力により電流量Ｓ１が減少していく。ここで、従来のモータ駆動装置の場合、少なくともモータ回転時における電流変化の極小点Ｐ２の以降の部分（図５における斜線部分ＳＨ）は、モータＭの回転に寄与しておらずモータＭは慣性で回転している。
【００４１】
しかしながら、実施形態１の場合、電源２とモータＭの間に第１のコンデンサＣ１を入れているので、この第１のコンデンサＣ１とモータＭのコイルのインダクタンスとにより共振回路が構成される（図６参照）。
そして、所定のタイミングで第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５に電圧を印加すると、第１のコンデンサＣ１を通過してモータＭに電流が流れ（電荷が移動し）、モータＭに電力が供給されて回転し始める。このとき、共振回路により電流は所定の周波数で振動を繰り返して減衰していき無駄な電流は削減されるため（図５参照）、モータＭのインダクタンスと第１のコンデンサＣ１による共振周波数を考慮して、第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５をＯＮ状態とする時間を設定すれば、モータＭの回転動作に寄与しない電力を減少させることができる。
また、モータＭが１８０°回転すると、このモータＭに流れる電流は減少するため、第１のスイッチＳＷ１、第４のスイッチＳＷ４及び第５のスイッチＳＷ５をＯＦＦ状態とする。ここで、第１のコンデンサＣ１には電荷が蓄積されているため、当該第１のコンデンサＣ１とモータＭの接続端子を反対側の端子に切り替えて、即ち、第２のスイッチＳＷ２、第３のスイッチＳＷ３及び第６のスイッチＳＷ６をＯＮ状態として、第１のコンデンサＣ１に蓄電された電荷をモータＭの次の１８０°回転に利用することができるので、電力を有効に利用できる。
【００４２】
＜変形例１＞
変形例１のモータ駆動装置２００は、図７に示すように、第７のスイッチＳＷ７及び第８のスイッチＳＷ８を備えずに、第２のコンデンサＣ２とモータＭとの間に接続された第３のダイオードＤ３及び第４のダイオードＤ４等を備えている。
即ち、第３のダイオードＤ３は、第３のスイッチＳＷ３がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間に、モータＭから生じる逆起電力を第２のコンデンサＣ２に回生する。
また、第４のダイオードＤ４は、第４のスイッチＳＷ４がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられた瞬間に、モータＭから生じる逆起電力を第２のコンデンサＣ２に回生する。
【００４３】
このように、変形例１のモータ駆動装置２００によれば、上記実施形態１における第７のスイッチＳＷ７及び第８のスイッチＳＷ８を備える必要はなくなり、モータ駆動回路の構成をより簡略化することができる。
【００４４】
なお、上記変形例１にあっては、第３のダイオードＤ３及び第４のダイオードＤ４の代わりに所定のスイッチ（第７のスイッチＳＷ７及び第８のスイッチＳＷ８）を設けるようにしても良い。
【００４５】
［実施形態２］
図８は、本発明を適用した実施形態２のモータ駆動装置３００の回路構成を模式的に示す図である。
なお、実施形態２のモータ駆動装置３００は、モータ駆動回路３０１の回路構成以外の点では上記実施形態１と略同様であるので、同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
実施形態２のモータ駆動装置３００に備わるモータ駆動回路３０１は、図８に示すように、モータＭと、第３及び第４のコンデンサＣ３、Ｃ４と、第２１〜第２９のスイッチＳＷ２１〜２９と、第５及び第６のダイオードＤ５、Ｄ６等を備えている。
【００４７】
第３のコンデンサＣ３は、モータＭと電源２との間に設けられ、第４のコンデンサＣ４は、モータＭの接地側に設けられている。
【００４８】
第２１のスイッチＳＷ２１及び第２２のスイッチＳＷ２２は、モータＭの第２の端子ｍ２に接続され、第２３のスイッチＳＷ２３及び第２４のスイッチＳＷ２４は、モータＭの第１の端子ｍ１に接続されている。
また、第２５のスイッチＳＷ２５は、第５のダイオードＤ５及び第６のダイオードＤ６と電源２との間に接続されている。
また、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２７のスイッチＳＷ２７は、第３のコンデンサＣ３の左側に接続され、第２８のスイッチＳＷ２８及び第２９のスイッチＳＷは、第３のコンデンサＣ３の右側に接続されている。
【００４９】
第５のダイオードＤ５は、モータＭと第４のコンデンサＣ４との間に設けられ、モータＭの第２の端子ｍ２に接続されている。また、第６のダイオードＤ６は、モータＭと第４のコンデンサＣ４との間に設けられ、モータＭの第１の端子ｍ１に接続されている。
【００５０】
次に、図９を参照してモータ駆動制御処理について説明する。
ここで、図９は、モータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【００５１】
電源投入後に、先ず、モータＭを所定の角度（１８０°）回転させる場合には、制御部３のＣＰＵ３１は、時刻ｔ２１にて、第２１のスイッチＳＷ２１、第２４のスイッチＳＷ２４、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２８のスイッチＳＷ２８をＯＮ状態とするとともに第２３のスイッチＳＷ２３、第２７のスイッチＳＷ２７及び第２９のスイッチＳＷ２９をＯＦＦ状態として、モータＭの第２の端子ｍ２と電源２を接続して第３のコンデンサＣ３に蓄電しながらモータＭに電力を供給する。
【００５２】
そして、ＣＰＵ３１は、時刻ｔ２２にて、第２４のスイッチＳＷ２４をＯＦＦ状態として、その瞬間にモータＭから生じる逆起電力を第６のダイオードＤ６により第４のコンデンサＣ４に回収する。
また、ＣＰＵ３１は、第２４のスイッチＳＷ２４をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第２５のスイッチＳＷ２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第４のコンデンサＣ４に蓄積された逆起電力を電源２に回生する。
その後、ＣＰＵ３１は、時刻ｔ２３にて、第２５のスイッチＳＷ２５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、逆起電力の回生を終了する。
【００５３】
そして、時刻ｔ２４（時刻ｔ２１から略１秒経過後）にて、ＣＰＵ３１は、モータＭの電源２と接続される端子を第２の端子ｍ２から第１の端子ｍ１に切り替える動作を行う。即ち、ＣＰＵ３１は、第２１のスイッチＳＷ２１、第２６のスイッチＳＷ２６及び第２８のスイッチＳＷ２８をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えるとともに第２２のスイッチＳＷ２２、第２３のスイッチＳＷ２３、第２７のスイッチＳＷ２７及び第２９のスイッチＳＷ２９をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、モータＭに電力を供給する。このとき、電源２から供給された電源電圧に第３のコンデンサＣ３に蓄電された電荷が上乗せされた状態で、モータＭに電力が供給される。
そして、ＣＰＵ３１は、時刻ｔ２５にて、第２２のスイッチＳＷ２２をＯＦＦ状態として、その瞬間にモータＭから生じる逆起電力を第５のダイオードＤ５により第４のコンデンサＣ４に回収する。
また、ＣＰＵ３１は、第２２のスイッチＳＷ２２をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えた瞬間に第２５のスイッチＳＷ２５をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えて、第４のコンデンサＣ４に蓄積された逆起電力を電源２に回生する。
その後、ＣＰＵ３１は、時刻ｔ２６にて、第５のスイッチＳＷ２５をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えて、逆起電力の回生を終了する。
【００５４】
そして、上記と同様の動作をモータＭの略１８０°の回転毎に交互に切り替えていくことにより、モータＭを回転駆動させる。
【００５５】
以上のように、実施形態２のモータ駆動装置３００によれば、モータＭと第３のコンデンサＣ３により共振回路を構成しているので、従来、無駄となっていた直流抵抗成分で流れつづける電流を削減することができ、駆動電力を減少させることができる。
また、モータＭの略１８０°の回転毎にモータＭの第３のコンデンサＣ３に接続される端子を入れ替えて、当該第３のコンデンサＣ３に蓄積された電荷を電源電圧に上乗せした状態、つまり、駆動電圧よりも高電圧化した状態で電流を流してモータＭを回転駆動させることができる。これにより、モータＭを回転し易くすることができ、印加される駆動パルスの幅を狭くすることができることとなって、省電力化を実現することができる。
従って、腕時計等に搭載される小型電池での駆動の長寿命化に寄与することができる。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
上記実施形態にあっては、モータＭから生じる逆起電力を第１のコンデンサＣ１や第２のコンデンサＣ２に回生するようにしたが、電源２に回生するようにしても良い。
【００５７】
また、上記実施形態１及び２に例示したモータ駆動回路の構成は、一例であってこれに限られるものではなく、モータＭを所定角度回転させる際にコンデンサに電荷を蓄積して、次のモータの所定角度の回転動作の際に、コンデンサに蓄積されている電荷を電源から供給された電源電圧に上乗せしてモータＭを駆動させるような構成であれば如何なる構成であっても良い。
【００５８】
加えて、上記実施形態では、第１の切替制御手段、第２の切替制御手段としての機能を、制御部３のＣＰＵ３１によって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、各種機能を実現するためのロジック回路等から構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した実施形態１のモータ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。
【図３】図１のモータ駆動装置を構成するスイッチの切替状態を模式的に示す図である。
【図４】図１のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【図５】図１のモータ駆動装置を構成する共振回路を模式的に示す図である。
【図６】モータの回転時と未回転時の電流量を模式的に示す図である。
【図７】変形例１のモータ駆動装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明を適用した実施形態２のモータ駆動装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図９】図８のモータ駆動装置によるモータ駆動制御処理に係るタイミングチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００  モータ駆動装置
２      電源
３      制御部
３１    ＣＰＵ（第１の切替制御手段、第２の切替制御手段）
Ｃ１    第１のコンデンサ（蓄電手段）
Ｃ２    第２のコンデンサ
Ｃ３    第３のコンデンサ（蓄電手段）
Ｃ４    第４のコンデンサ
Ｄ１    第１のダイオード（回生手段）
Ｄ２    第２のダイオード（回生手段）
ＳＷ１〜ＳＷ６  スイッチ
ＳＷ７、ＳＷ８  スイッチ（回生接続切替手段）
Ｍ      モータ
ｍ１    第１の端子
ｍ２    第２の端子
【図１】
2008228520.tif 000003
【図２】
2008228520.tif 000004
【図３】
2008228520.tif 000005
【図４】
2008228520.tif 000006
【図５】
2008228520.tif 000007
【図６】
2008228520.tif 000008
【図７】
2008228520.tif 000009
【図８】
2008228520.tif 000010
【図９】
2008228520.tif 000011