(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転信号により充放電が制御される第一の充放電回路と、
前記第一の充放電回路の出力によりオン／オフが制御される第一のトランジスタと、
前記モータの回転信号の反転信号により充放電が制御される第二の充放電回路と、
前記第二の充放電回路の出力によりオン／オフが制御される第二のトランジスタと、
前記第一のトランジスタの出力と、前記第二のトランジスタの出力とにより充放電が制御される第三の充放電回路と、
前記第三の充放電回路の出力端子の電圧レベルを監視し、前記電圧レベルがロック検出レベルに達したことを検出する監視回路と、を有し、
前記第三の充放電回路は、前記回転信号の１周期内に２度放電を行うことを特徴とするロック検出回路。
【請求項２】
前記回転信号は、インバータ回路を介して前記第二の充放電回路に入力されることを特徴とする請求項１記載のロック検出回路。
【請求項３】
前記第一の充放電回路、前記第二の充放電回路、前記第三の充放電回路は、それぞれがトランジスタとコンデンサとを有し、
前記コンデンサの一端と、前記トランジスタのコレクタとが定電流源に接続され、
前記コンデンサの他端と、前記トランジスタのエミッタとが接地されていることを特徴とする請求項１又は２記載のロック検出回路。
【請求項４】
前記第三の充放電回路の有するトランジスタは、
前記第一のトランジスタの出力と、前記第二のトランジスタの出力との合成出力によりオン／オフが制御されることを特徴とする請求項３記載のロック検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータのロックを検出するロック検出回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のモータでは、ロックによる過電流防止のため、種々のロック検出回路が用いられている。図３は、従来のロック検出回路の一例を示す図である。
【０００３】
従来のロック検出回路１０は、モータの回転を検出するホール素子２０から出力される回転信号に基づく信号を出力し、監視回路３０はロック検出回路１０の出力信号を監視する。そしてロック検出回路１０の出力信号の電圧レベルが所定値以上となったとき、監視回路３０はモータが回転していないと判定し、モータ駆動回路４０へモータの駆動停止を指示する。
【０００４】
ロック検出回路１０は、定電流源１１、１２、トランジスタＭ１、Ｍ２、コンデンサＣ１により構成される。トランジスタＭ１のコレクタは定電流源１１に接続されており、エミッタは接地されている。トランジスタＭ１のベースには、ホール素子２０からの回転信号が印加される。
【０００５】
トランジスタＭ２のコレクタは定電流源１２に接続されており、エミッタは接地されている。トランジスタＭ２のベースは、トランジスタＭ１のコレクタと接続されている。トランジスタＭ２のコレクタには、コンデンサＣ１の一端が接続されている。コンデンサＣ１の他端は接地されている。トランジスタＭ２とコンデンサＣ１との接続点ＣＴは、ロック検出回路１０の出力端子として、後段の監視回路３０へ接続されている。
【０００６】
ホール素子２０がモータの回転を検出し回転信号が出力されると、回転信号がトランジスタＭ１のベースに印加される。トランジスタＭ１は、回転信号に応じてオン／オフが切り替わる。トランジスタＭ２は、トランジスタＭ１のコレクタと接続されているため、トランジスタＭ１のオン／オフに合わせてオン／オフが切り替わる。トランジスタＭ２のコレクタに一端が接続されたコンデンサＣ１では、トランジスタＭ２のオン／オフに合わせて充放電を行う。したがって、出力端子ＣＴの出力波形は、ノコギリ波状の波形となる。
【０００７】
ロック検出回路１０では、例えばホール素子２０から出力される回転信号が一定期間ハイレベル（以下、Ｈレベル）のままであった場合、トランジスタＭ１のベースには継続してＨレベルの信号が印加される。よってトランジスタＭ１のコレクタは、ローレベル（以下、Ｌレベル）の状態を維持する。するとトランジスタＭ２のコレクタはＨレベルを維持し、コンデンサＣ１を充電し続ける。
【０００８】
このとき監視回路３０は、ロック検出回路１０の出力端子ＣＴの電圧レベルを監視し、出力端子ＣＴの電圧レベルが所定値（ロック検出レベル）以上となったとき、モータが回転していない状態（モータのロック）であると判定する。そして監視回路３０は、モータ駆動回路４０へモータの駆動停止指示を通知する。
【０００９】
従来のロック検出回路１０では、以上のようにしてモータのロックを検出し、モータが回転していない状態で継続的にモータに電流がドライブされることを防止している。
【００１０】
従来のモータのロック検出に関する技術として、例えば特許文献１に、小さな容量のコンデンサを用いながらもロック検出及び自動復帰機能を果たすことができる構成のモータ駆動装置が記載されている。また特許文献２に、モータが回転しているときはＦＧ信号またはＬ（またはＨ）レベルの信号の何れかを出力するように選択でき、ロックしたときＨ（またはＬ）レベルのみを出力し、後段の回路処理を容易ならしめるロック警報装置が記載されている。
【特許文献１】特開平７−１３１９９５号公報
【特許文献２】特開平７−１０７７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来のロック検出回路１０では、モータの回転数が小さく回転信号の周期が長い場合、トランジスタＭ２のオフ時間が長くなり、コンデンサＣ１の充電時間が長くなる。このときロック検出回路１０の出力端子ＣＴの電圧レベルは、コンデンサＣ１の放電が行われる前にロック検出レベルを超える場合があり、モータのロックの誤検出の要因となる。図４は、従来のロック検出回路１０の動作を説明するタイミングチャートである。図４に示すようの、従来のロック検出回路１０では、モータの回転数が少ないと、モータが回転しているにも関わらず出力端子ＣＴの電圧レベルがロック検出レベルを超え、ロックと誤検出される虞がある。
【００１２】
本発明は上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、モータの回転数が小さい場合にも、モータのロックの誤検出を防止することが可能なロック検出回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如き構成を採用した。
【００１４】
本発明のロック検出回路は、モータの回転信号により充放電が制御される第一の充放電回路（１１１）と、
前記第一の充放電回路（１１１）の出力によりオン／オフが制御される第一のトランジスタ（Ｍ２０）と、
前記モータの回転信号の反転信号により充放電が制御される第二の充放電回路（１１２）と、
前記第二の充放電回路（１１２）の出力によりオン／オフが制御される第二のトランジスタ（Ｍ４０）と、
前記第一のトランジスタ（Ｍ２０）の出力と、前記第二のトランジスタ（Ｍ４０）の出力とにより充放電が制御される第三の充放電回路（１１３）と、
前記第三の充放電回路（１１３）の出力端子（ＣＴ）の電圧レベルを監視し、前記電圧レベルがロック検出レベルに達したことを検出する監視回路（１２０）と、を有し、
前記第三の充放電回路（１１３）は、前記回転信号の１周期内に２度放電を行う構成により、モータの回転数が小さい場合にも、モータのロックの誤検出を防止することができる。
【００１５】
また本発明のロック検出回路において、前記回転信号は、インバータ回路（１１４）を介して前記第二の充放電回路（１１２）に入力される構成としても良い。
【００１６】
また本発明のロック検出回路において、前記第一の充放電回路（１１１）、前記第二の充放電回路（１１２）、前記第三の充放電回路（１１３）は、それぞれがトランジスタ（Ｍ１０、Ｍ３０、Ｍ５０）とコンデンサ（Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０）とを有し、
前記コンデンサ（Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０）の一端と、前記トランジスタ（Ｍ１０、Ｍ３０、Ｍ５０）のコレクタとが定電流源（１１５、１１７、１１９）に接続され、
前記コンデンサ（Ｃ１０、Ｃ２０、Ｃ３０）の他端と、前記トランジスタ（Ｍ１０、Ｍ３０、Ｍ５０）のエミッタとが接地されている構成としても良い。
【００１７】
また本発明のロック検出回路において、前記第三の充放電回路（１１３）の有するトランジスタ（Ｍ５０）は、
前記第一のトランジスタ（Ｍ２０）の出力と、前記第二のトランジスタ（Ｍ４０）の出力との合成出力によりオン／オフが制御される構成としても良い。
【００１８】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、モータの回転数が小さい場合にも、モータのロックの誤検出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、モータの回転信号により充放電が制御される第一の充放電回路と、回転信号の反転信号により充放電が制御される第二の充放電回路と、第一の充放電回路と第二の充放電回路との出力により充放電が制御される第三の充放電回路とを有し、第三の充放電回路は、モータの回転信号の一周期内に２回放電を行う。
（実施形態）
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のロック検出回路１００を示す回路図である。
【００２１】
本実施形態のロック検出回路１００は、モータ駆動回路１３０により駆動されるモータの回転を検出するホール素子１１０から出力されるモータの回転信号Ｐに基づき、モータのロックを検出する。監視回路１２０は、ロック検出回路１００の出力信号を監視する。そして監視回路１２０は、ロック検出回路１００によりモータのロックが検出されるとモータ駆動回路１３０へモータの駆動停止指示を通知し、モータの駆動を停止させる。尚モータの回転信号Ｐとは、例えばモータ（図示せず）の回転数を示すパルス信号などである。
【００２２】
ロック検出回路１００は、充放電回路１１１、充放電回路１１２、充放電回路１１３、インバータ１１４、トランジスタＭ２０、トランジスタＭ４０を有する。
【００２３】
ロック検出回路１００において、充放電回路１１１は、トランジスタＭ１０とコンデンサＣ１０により構成され、ホール素子１１０から出力されるモータの回転信号Ｐに基づきコンデンサＣ１０の充放電を制御する。充放電回路１１１の出力は、トランジスタＭ２０のベースに印加され、トランジスタＭ２０の出力は、後述する充放電回路１１２の出力と合成されて、充放電回路１１３の入力となる。
【００２４】
充放電回路１１２は、トランジスタＭ３０とコンデンサＣ２０とから構成され、インバータ１１４により反転されたモータの回転信号ＰによりコンデンサＣ２０の充放電を制御する。充放電回路１１２の出力はトランジスタＭ４０のベースに印加される。トランジスタＭ４０の出力は、充放電回路１１１の出力と合成されて、充放電回路１１３の入力となる。
【００２５】
充放電回路１１３は、トランジスタＭ５０とコンデンサＣ３０とから構成され、充放電回路１１１、１１２の出力に基づきコンデンサＣ３０の充放電を制御する。充放電回路１１３の出力は、ロック検出回路１００の出力として出力端子ＣＴから監視回路１２０へ出力される。
【００２６】
以下にさらに本実施形態のロック検出回路１００について説明する。
【００２７】
ロック検出回路１００において、トランジスタＭ１０のコレクタと、コンデンサＣ１０の一端と、トランジスタＭ２０のベースとは点ａにおいて接続されている。点ａには定電流源１１５の一端が接続されている。定電流源１１５の他端は電源電圧Ｖｃｃと接続されている。トランジスタＭ１０のエミッタと、コンデンサＣ１０の他端と、トランジスタＭ２０のエミッタは、それぞれ接地されている。トランジスタＭ２０のコレクタは、点ｃ１において定電流源１１６の一端と接続されている。定電流源１１６の他端は電源電圧Ｖｃｃと接続されている。またトランジスタＭ２０のコレクタは、点ｃ２においてトランジスタＭ５０のベースと接続されている。
【００２８】
ホール素子１１０から出力される回転信号Ｐは、インバータ１１４を介して反転され、トランジスタＭ３０のベースに印加される。トランジスタＭ３０のコレクタと、コンデンサＣ２０の一端と、トランジスタＭ４０のベースとは、点ｂにおいて接続されている。点ｂには定電流源１１７の一端が接続されている。定電流源１１７の他端は電源電圧Ｖｖｃｃと接続されている。トランジスタＭ３０のエミッタと、コンデンサＣ２０の他端と、トランジスタＭ４０のエミッタは、それぞれ接地されている。トランジスタＭ４０のコレクタは、点ｃ３において定電流源１１８の一端と接続されている。定電流源１１８の他端は電源電圧Ｖｃｃと接続されている。
【００２９】
また点ｃ３と点ｃ２とは接続されており、トランジスタＭ４０のコレクタは点ｃ２においてトランジスタＭ５０のベースと接続されている。トランジスタＭ５０のコレクタには、出力端子ＣＴが接続されている。また出力端子ＣＴには、定電流源１１９とコンデンサＣ３０の一端が接続されている。トランジスタＭ５０のエミッタとコンデンサＣ３０の他端は接地されている。定電流源１１９の他端は電源電圧Ｖｃｃと接続されている。
【００３０】
以下に図２を参照して本実施形態のロック検出回路１００の動作を説明する。図２は、本発明のロック検出回路１００の動作を説明するタイミングチャートである。
【００３１】
本発明のロック検出回路１００では、充放電回路１１１、１１２を有する構成により、回転信号Ｐの１周期の間に、コンデンサＣ３０を２回放電する。本発明では、係る構成により、モータの回転数が少なく回転信号の周期が長い場合にもロックの誤検出を防止することができる。
【００３２】
まず充放電回路１１１の動作について説明する。ホール素子１１０から回転信号Ｐが出力されると、トランジスタＭ１０のベースに印加される。トランジスタＭ１０は回転信号ＰがＨレベルのときオンとなり、Ｌレベルのときオフとなる。トランジスタＭ１０がオフになると、定電流源１１５によるコンデンサＣ１０の充電が開始される。点ａの電圧レベルは、コンデンサＣ１０の充電と共に上昇し、点ａの電圧レベルがトランジスタＭ２０のしきい値電圧Ｖ２０に達すると、トランジスタＭ２０がオンになる。
【００３３】
トランジスタＭ２０がオンになると、点ｃ１の電圧レベルはＨレベルからＬレベルに反転する。ここで、回転信号ＰがＬレベルとなってから、点ｃ１の電圧レベルがＬレベルに反転するまでの間、コンデンサＣ２０の充電時間による遅延時間ｔ１が発生する。
【００３４】
回転信号ＰがＬレベルからＨレベルになると、トランジスタＭ１０がオンとなり、点ａの電圧レベルはＬレベルとなる。よってトランジスタＭ２０はオフになり、点ｃ１の電圧レベルは回転信号ＰがＨレベルからＬレベルに反転するタイミングと同時にＨレベルになる。すなわち充放電回路１１１は、回転信号Ｐの立ち下がりを遅延時間ｔ１遅延させる。
【００３５】
次に充放電回路１１２の動作について説明する。充放電回路１１２において、回転信号Ｐはインバータ１１４より反転されてトランジスタＭ３０のベースに印加される。よって回転信号ＰがＬレベルのとき、トランジスタＭ３０のベースにはＨレベルの信号が印加され、回転信号ＰがＨレベルのとき、トランジスタＭ３０のベースにはＬレベルの信号が印加される。
【００３６】
トランジスタＭ３０は、ベースにＬレベルの信号が印加されるとオフになる。トランジスタＭ３０がオフになると、コンデンサＣ２０への充電が開始され、点ｂの電圧レベルは上昇する。そして点ｂの電圧レベルがトランジスタＭ４０のしきい値電圧Ｖ４０に達すると、トランジスタＭ４０がオンになる。
【００３７】
トランジスタＭ４０がオンになると、点ｃ３の電圧レベルはＨレベルからＬレベルに反転する。ここで回転信号ＰがＨレベルになってから、点ｃ３の電圧レベルがＬレベルに反転するまでの間、コンデンサＣ２０の充電時間による遅延時間ｔ２が発生する。
【００３８】
回転信号ＰがＨレベルからＬレベルになると、トランジスタＭ３０のベースにはＨレベルの信号が印加され、トランジスタＭ３０がオンとなる。トランジスタＭ３０がオンになると、点ｂの電圧レベルはＨレベルからＬレベルに反転し、トランジスタＭ４０がオフとなる。トランジスタＭ４０がオフになると、点ｃ３の電圧レベルは回転信号ＰがＨレベルからＬレベルに反転するタイミングと同時にＬレベルからＨレベルへ反転する。すなわち充放電回路１１２は、回転信号Ｐを反転させた信号の立ち下がりを遅延時間ｔ２遅延させる。
【００３９】
点ｃ３は、点ｃ２において点ｃ１と接続されており、点ｃ２はトランジスタＭ５０のベースに印加される。点ｃ２の電圧レベルは、点ｃ１の電圧レベルと点ｃ３の電圧レベルとを合成したものであり、図２に示すようなパルス信号となる。
【００４０】
点ｃ１から出力される信号は、回転信号Ｐの立ち下がりを遅延時間ｔ１遅延させた信号である。また点ｃ３から出力される信号は、回転信号Ｐを反転させた信号の立ち下がりを遅延時間ｔ２遅延させた信号である。すなわち点ｃ２から出力される信号は、回転信号Ｐの１周期において、パルス幅ｔ１とパルス幅ｔ２の２つのパルスを有する信号となる。
【００４１】
トランジスタＭ５０は、点ｃ２から出力されるパルス信号によりオン／オフが制御される。トランジスタＭ５０は、ベースにＨレベルの信号が印加されるとオンになり、コンデンサＣ３０は放電される。またトランジスタＭ５０は、ベースにＬレベルの信号が印加されるとオフになり、コンデンサＣ３０は充電される。
【００４２】
本実施形態では、点ｃ２から出力される信号は、回転信号Ｐの１周期内に２度反転を繰り返す。よってトランジスタＭ５０は、回転信号Ｐの１周期内に２回オン／オフを繰り返し、コンデンサＣ３０の充放電を繰り返す。このため本実施形態では、モータの回転数が小さく回転信号Ｐの周期が長い場合にも、回転信号Ｐの１周期内にコンデンサＣ３０が２度放電される。よって本実施形態によれば、モータの回転数が小さい場合にも、モータのロックの誤検出を防止することができる。
【００４３】
また実施形態では、充放電回路１１１、１１２を有する構成により、回転信号Ｐが入力されない場合にも、モータのロックを検出することができる。
【００４４】
以下に図３を参照して従来のロック検出回路１０において回転信号Ｐが入力されない場合の動作について説明する。図３に示す従来のロック検出回路１０において、回転信号ＰがＬレベルのままであり、信号が入力されない場合、トランジスタＭ１はオフのままである。よってトランジスタＭ１のコレクタはＨレベルを維持し、トランジスタＭ２はオンのままである。このためトランジスタＭ２のコレクタはＬレベルを維持し、コンデンサＣ１は充電されない。すなわち従来のロック検出回路１０では、回転信号ＰがＬレベルの状態でモータの回転が停止した場合、コンデンサＣ１は充電されないため、出力端子ＣＴの電圧レベルはロック検出レベルに到達せず、モータのロックを検出できないという問題点がある。
【００４５】
本実施形態では、上記問題点も解決することができる。
【００４６】
本実施形態では、回転信号Ｐの１周期内にコンデンサＣ３０が２回放電を行うため、モータの回転が、回転信号ＰがＬレベルのときに停止した場合にもモータのロックを検出することができる。
【００４７】
本実施形態において回転信号ＰがＬレベルのままの場合、トランジスタＭ１０にＬレベルの信号が印加され続け、トランジスタＭ１０はオフのままとなる。トランジスタＭ１０がオフの場合、コンデンサＣ１０が充電されて点ａの電圧レベルが上昇する。そして点ａの電圧レベルがトランジスタＭ２０のしきい値電圧に達するとトランジスタＭ２０がオンになる。そして点ｃ１の電圧レベルは、遅延時間ｔ１を経過後にＨレベルからＬレベルへ反転する。
【００４８】
また回転信号ＰがＬレベルのままの場合、トランジスタＭ３０のベースにはＨレベルの信号が印加され、トランジスタＭ３０はオンとなる。トランジスタＭ３０がオンの場合、コンデンサＣ２０は充電されないため、点ｂの電圧レベルはＬレベルとなる。よってトランジスタＭ４０のベースにはＬレベルの信号が印加され続け、点ｃ３の電圧レベルはＨレベルを維持する。
【００４９】
よって点ｃ２の電圧レベルは、回転信号ＰがＬレベルになってから遅延時間ｔ１を経過した後に、ＨレベルからＬレベルへ反転し、Ｌレベルを維持する。点ｃ２の電圧レベルがＨレベルからＬレベルに反転すると、トランジスタＭ５０はオンからオフとなる。よってコンデンサＣ３０は、放電中の状態から充電中の状態に切り替わり、充電され続ける。このため出力端子ＣＴの電圧レベルは、ロック検出レベルに達し、監視回路１２０はこれを検出することができる。監視回路１２０は、出力端子ＣＴの電圧レベルがロック検出レベルを超えると、モータ駆動回路１３０へモータの駆動停止指示を出力する。
【００５０】
このように本実施形態では、モータの回転数が小さい場合、すなわちモータの回転信号の周期が長い場合にも、モータのロックの誤検出を防止することができ、且つモータの回転信号ＰがＬレベルのときにモータが停止した場合にも、ロックを検出することができる。
【００５１】
このため本実施形態によれば、回転数が電源電圧に依存する方式のモータの場合にも、モータのロックの誤検出を行うことなくより低電圧でモータを使用することができる。
【００５２】
以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のロック検出回路１００を示す回路図である。
【図２】本発明のロック検出回路１００の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来のロック検出回路の一例を示す図である。
【図４】従来のロック検出回路１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１００  ロック検出回路
１１０  ホール素子
１１１、１１２、１１３  充放電回路
１１４  インバータ
１２０  監視回路
１３０  モータ駆動回路
【図１】
0005151465.tif 000002
【図２】
0005151465.tif 000003
【図３】
0005151465.tif 000004
【図４】
0005151465.tif 000005