(57)【要約】【課題】  ドライバＩＣの個数をモータの個数より削減した上で、各モータについて速度調整できるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】  複数の負荷を有するモータが複数接続され、各負荷に給電する給電回路と、各負荷への給電を所定のパルス周期でシーケンシャルに制御してモータを駆動する制御回路とを備えたモータ駆動装置であって、前記制御回路に、前記パルス周期を切り替えるパルス周期切替回路を備えた。【選択図】    図２
2007020328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の負荷を有するモータが複数接続され、各負荷に給電する給電回路と、各負荷への給電を所定のパルス周期でシーケンシャルに制御してモータを駆動する制御回路とを備えたモータ駆動装置であって、
前記制御回路に、
前記パルス周期を切り替えるパルス周期切替回路を備えた
モータ駆動装置。
【請求項２】
前記給電回路に、各負荷に供給する電流を抑制する電流抑制回路を備えた
請求項１記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電流抑制回路に、電流の逆流から回路素子を保護する保護回路を備えた
請求項２記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、複数個のモータを駆動制御するようなモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のモータをシーケンシャルに駆動する場合、各モータに個別のドライバＩＣを備え、このドライバＩＣによって各モータの制御を行っていた。このため、ドライバＩＣがモータの個数分必要となり、コストアップの要因となっていた。
【０００３】
これに対し、複数のモータを共通の駆動条件で制御可能にするモータ駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。このモータ駆動装置は、複数のモータに対して各モータの駆動をシーケンシャルに制御する制御回路を１つにし、回路構成を簡素化したものである。
【０００４】
しかし、このモータ駆動装置は、各モータについて速度調整をするといったことができなかった。
【特許文献１】特開２００２−３６４７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、上述の問題に鑑み、ドライバＩＣの個数をモータの個数より削減した上で、各モータについて回転速度等を調整できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、複数の負荷を有するモータが複数接続され、各負荷に給電する給電回路と、各負荷への給電を所定のパルス周期でシーケンシャルに制御してモータを駆動する制御回路とを備えたモータ駆動装置であって、前記制御回路に、前記パルス周期を切り替えるパルス周期切替回路を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明の態様として、前記給電回路に、各負荷に供給する電流を抑制する電流抑制回路を備えることができる。
【０００８】
またこの発明の態様として、前記電流抑制回路に、電流の逆流から回路素子を保護する保護回路を備えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明により、ドライバＩＣの個数をモータの個数より削減した上で、各モータについて回転速度等を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
まず、図１に示す構成図と共に、モータ駆動装置１０を備えた装置の例として、貨幣処理装置の一種である紙幣処理装置１について説明する。
【００１１】
紙幣処理装置１は、出金口となるプレゼンタ部と、紙幣を搬送する搬送部と、金種別に紙幣を収納する複数の金種カートリッジと、紙幣を回収する回収カートリッジと、電源とで構成されている。
【００１２】
また、紙幣処理装置１内には種々のセンサが設けられており、図示省略する制御部がこれらのセンサからの出力信号を受信して、駆動部であるモータＭ１〜Ｍ３やソレノイド等を駆動する。
【００１３】
モータＭ１〜Ｍ３は、いずれもパルスモータにより構成されており、要求される仕様によって種類分けしてそれぞれ設けられている。このため、供給するべき電流値、及び必要な回転速度等が各種類によって異なり、図示では同一種類のパルスモータに同一符号を付している。
【００１４】
モータＭ１は、本実施の形態では、カムを駆動させて出金口のシャッタを開閉するために用いられるパルスモータ（図１における２枚検知部の左上位置のモータ）、出金口の紙幣を顧客の手前まで搬送するために用いられるパルスモータ（図１における２枚検知部の右上位置のモータ）、および、各レーンの金種カートリッジ内の紙幣を上下動させる押圧板を駆動するために用いられるパルスモータ（図１における各金種カートリッジ内の下側のモータ）を示している。
【００１５】
モータＭ２は、本実施の形態では、金種カートリッジから繰り出された紙幣を出金口まで搬送するためのパルスモータ（図１における搬送部左位置のモータ）を示している。  
モータＭ３は、本実施形態では、各金種カートリッジからの紙幣の繰り出しに用いられるパルスモータ（図１における各金種カートリッジ内の上側のモータ）を示している。
【００１６】
以上の構成により、モータＭ１〜Ｍ３を駆動し、各金種カートリッジから必要な金種の紙幣を必要な枚数繰り出して搬送部で搬送し、シャッタを開放して出金口から出金できる。
【００１７】
図２は、モータ駆動装置１０の回路構成を示す回路図である。  
モータ駆動装置１０は、前述した紙幣処理装置１内に設けられており、前記モータＭ１〜Ｍ３にそれぞれ備えられている複数の負荷ｍ（ｍ１ａ〜ｍ１ｄ，ｍ２ａ〜ｍ２ｄ，ｍ３ａ〜ｍ３ｄ）が接続されている。
【００１８】
このモータ駆動装置１０は、複数の負荷ｍに給電する給電回路部Ａと、この給電回路部Ａ（図示せず）による給電の実行と停止をシーケンシャルに制御して各モータＭを駆動する制御回路部Ｃ（図示せず）とにより構成されている。
【００１９】
ここで、給電回路部Ａは、制御回路部Ｃによって並列的に制御される２つの相（Ａ相、Ｂ相）に分かれており、各相にはその逆相（＿Ａ相、＿Ｂ相）も備えられている。
【００２０】
そして、モータＭは、例えば２相ユニポーラ型ステッピングモータで構成され、１つのモータＭ（Ｍ１〜Ｍ３）に４つの負荷ｍ（ｍ１ａ〜ｍ１ｄ，ｍ２ａ〜ｍ２ｄ，ｍ３ａ〜ｍ３ｄ）が備えられており、各負荷ｍは、Ａ相、＿Ａ相（逆Ａ相）、Ｂ相、及び＿Ｂ相（逆Ｂ相）に分配して設けられている。各負荷ｍには、動作タイミングとなるパルス周期が１／４周期で順番にずらされてシーケンシャルに電流が供給され、これによって、モータＭをスムーズに回転駆動させる。また、各負荷ｍは、一方が電源ラインであるＶＣＣ３１（３１ａ，３１ｂ）に接続され、他方がＭＯＳ型電界効果トランジスタ（所謂ＭＯＳ型ＦＥＴ）ＭＦ（ＭＦ１ａ〜ＭＦ１ｄ，ＭＦ２ａ〜ＭＦ２ｄ，ＭＦ３ａ〜ＭＦ３ｄ）のドレイン側に接続されている。
【００２１】
前記給電回路部Ａの構成について説明すると、該給電回路部Ａは、電流抑制回路（定電流化回路ともいう）Ｂ（図示せず）、基準電圧回路３４（３４ａ，３４ｂ）、及びＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦにより構成されている。
【００２２】
前記電流抑制回路Ｂは、電圧検出抵抗Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）、電流検知コンパレータＣＯＭＰ（ＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２）、及び保護ダイオードＤ（Ｄ１，Ｄ２）により構成されている。  
ここで、前記電圧検出抵抗Ｒは、一端がＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦに接続され、他端がＧＮＤに接続されている。これにより、電流検知コンパレータＣＯＭＰに供給される電圧の値を検出できる。  
また、前記電流検知コンパレータＣＯＭＰは、入力側にＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦを介して負荷ｍが接続され、基準電圧側に基準電圧回路３４が接続され、出力側に出力切替回路６７（６７ａ，６７ｂ）が接続されている。これにより、負荷ｍに供給している電圧と基準電圧とを比較し、この比較によって負荷ｍに供給している電流が過大でないか検知し、過大であればその旨の信号（例えばＯＦＦ信号）を出力できるようにしている。  
そして、保護ダイオードＤは、電流検知コンパレータＣＯＭＰの入力側と０Ｖとの間に接続されており、電流が駆動方向と逆方向に流れる逆流から電流検知コンパレータＣＯＭＰを保護している。この保護により、前記電流検知コンパレータＣＯＭＰは、電流の逆流によって破壊されることなく片方向の電流を検知できる。
【００２３】
この構成により、電流抑制回路Ｂは、後に詳しく説明するように各負荷ｍに流れる電流値を一定値（負荷ｍが焼け切れない程度の値）以下に抑制して定電流化する。
【００２４】
一方、前記基準電圧回路３４は、ＤＡコンバータで構成されており、外部シーケンスデータ受信部３６が入力側に接続され、対応する電流検知コンパレータＣＯＭＰの基準電圧端子が出力側に接続されている。従って、基準電圧回路３４は、外部シーケンスデータ受信部３６から受け取る外部シーケンスデータ（後述するＩＮ１，ＩＮ２）に従って出力する基準電圧を切り替え、各負荷ｍに対して適切な電流値の電流を供給できるようにしている。なお、モータＭに対応する基準電圧は、基準電圧回路３４にて予め設定されており、どのモータＭを駆動するのかが判別できれば、適切に基準電圧を切り替えられるようになっている。
【００２５】
また、前記ＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦは、ソース側に電圧検出抵抗Ｒが接続されており、ゲート側には、対応する出力切替回路６７が接続されている。従って、ＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦは、対応する出力切替回路６７からのゲート電圧によって、対応する負荷ｍへの駆動電流の供給と停止を制御する。
【００２６】
なお、Ａ相のＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦ１ａ，ＭＦ２ａ，ＭＦ３ａのゲート側と、それぞれ対応する＿Ａ相のＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦ１ｃ，ＭＦ２ｃ，ＭＦ３ｃのゲート側との間には、反転素子６１ａ，６２ａ，６３ａがそれぞれ設けられている。これにより、Ａ相と＿Ａ相とでは、負荷ｍへの電流の供給と停止が反転するように構成されている。
【００２７】
また、Ｂ相のＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦ１ｂ，ＭＦ２ｂ，ＭＦ３ｂのゲート側と、それぞれ対応する＿Ｂ相のＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦ１ｄ，ＭＦ２ｄ，ＭＦ３ｄのゲート側との間には、反転素子６１ｂ，６２ｂ，６３ｂがそれぞれ設けられている。これにより、Ｂ相と＿Ｂ相とでは、負荷ｍ１への電流の供給と停止が反転するように構成されている。
【００２８】
以上の構成により、給電回路部Ａは、電流抑制回路Ｂによって一定値以下に抑制した電流を各負荷ｍに供給する。  
詳述するとＶＣＣ３１からの電力供給がなされると、電圧検出抵抗Ｒで検出している電圧値が０から除々に上昇する。この電圧値が、基準電圧回路３４の出力する基準電圧に達すると、電流検知コンパレータＣＯＭＰは、ＯＦＦ信号を出力する。
【００２９】
このＯＦＦ信号を受けた出力切替回路６７は、出力を一旦ＯＦＦすることでＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦを制御し、各負荷ｍへの電流の供給を一旦停止する。これにより、必要以上に電流値が増加しないように、負荷ｍに供給する電流値を抑制している。
【００３０】
そして、電流検知コンパレータＣＯＭＰが出力をＯＮして各負荷ｍに再度電流を供給すると、電圧検出抵抗Ｒで検出している電圧値が０から除々に上昇することになり、再度基準電圧に達して電流検知コンパレータＣＯＭＰによるＯＦＦが実行される。  
この繰り返しにより、図３（Ａ）に示すように、基準電圧回路３４の設定値を超える過大な電流が各負荷ｍに流れないように抑制して負荷ｍの故障防止を図り、安定した電流を継続して供給するようにしている。
【００３１】
前記制御回路部Ｃは、基本クロック供給回路３７、タイマ３８、及び出力切替回路６７により構成されている。  
前記基本クロック供給回路３７は、図３（Ｂ）の［クロック］に示す基本クロックをモータ駆動装置１０に供給する回路であり、出力側にタイマ３８が接続されている。
【００３２】
前記タイマ３８は、外部シーケンスデータ受信部３６と基本クロック供給回路３７とが入力側に接続され、出力切替回路６７が出力側に接続されている。これにより、タイマ３８は、外部シーケンスデータに従って出力するパルス周期の設定値Ｐ（図３（Ｂ）参照）を変更し、駆動するモータＭに対応するパルス周期のパルスを出力する。このパルスは、例えば基本クロック２０００個分とするなど基本クロックの整数倍のパルスとなる。なお、タイマ３８には、モータＭ毎のパルスが予め設定されており、どのモータＭを駆動するかが外部シーケンスデータにより判別できれば、出力すべきパルスの周期が一義的に定まるように構成されている。
【００３３】
前記出力切替回路６７は、電流検知コンパレータＣＯＭＰと外部シーケンスデータ受信部３６とタイマ３８とが入力側に接続され、ＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦのゲート端子が出力側に接続されている。  
従って、出力切替回路６７は、電流検知コンパレータＣＯＭＰと外部シーケンスデータ受信部３６とタイマ３８とからの各信号を受けて、対応する負荷ｍへの電流の供給と停止を切り替え制御する。  
この電流の供給と停止は、所定のパルス周期でシーケンシャルに行って対応するモータＭを駆動させるものと、対応するモータＭを停止させておくものとが含まれる。そして、モータＭを駆動する際には、図３（Ｂ）に示すように、４相（Ａ相、Ｂ相、＿Ａ相、＿Ｂ相）に分配された負荷ｍへの給電の実行と停止をタイマ３８から受け取るパルス周期で行い、これによって、対応するモータＭを指示された速度で回転させる。さらに、対応する電流検知コンパレータＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２からのＯＦＦ信号を受けて、各負荷ｍに供給する電流値が過大にならないように抑制する動作も行う。これらの動作により、各相の負荷ｍには、図３（Ｃ）に示すように、ノコギリ型の波形の電流が所定のパルス周期に沿って供給される。
【００３４】
以上の構成により、制御回路部Ｃは、外部シーケンスデータに従って、モータＭを駆動するためのパルス周期を切り替えることができる。また、給電回路部Ａは、外部シーケンスデータに従って負荷ｍに供給する電流値（最大値）を切り替えることができる。
【００３５】
このように、給電回路部Ａと制御回路部Ｃとが備えられていることで、図３（Ｄ）に示すように、各モータＭ１〜Ｍ２にそれぞれ異なる電流値の電流を異なるパルス周期で供給し、各モータＭ１〜Ｍ２をそれぞれ異なる回転速度・異なるトルクで回転駆動させることができる。
【００３６】
図４は、外部シーケンスデータとこれに基づくモータＭへの出力を示す表図であり、ＩＮ１〜ＩＮ３は外部シーケンスデータの論理レベル、出力はどのモータＭを駆動するかを示している。
【００３７】
図示する様に、駆動すべきモータＭの選択には、ＩＮ１，ＩＮ２の二ビットデータを用いる。また、Ａ相とＢ相の選択（チャネルの選択）には、ＩＮ３の一ビットデータを用いる。
【００３８】
ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３がいずれもＬ（Ｌｏｗ）の場合、モータＭ１のＡ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１，ＩＮ３がいずれもＬで、ＩＮ２がＨ（Ｈｉ）の場合、モータＭ２のＡ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１がＨで、ＩＮ２，ＩＮ３がいずれもＬの場合、モータＭ３のＡ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１，ＩＮ２がいずれもＨで、ＩＮ３がＬの場合、全てのモータＭが駆動禁止となる。
【００３９】
ＩＮ１，ＩＮ２がいずれもＬで、ＩＮ３がＨの場合、モータＭ１のＢ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１がＬで、ＩＮ２，ＩＮ３がいずれもＨの場合、モータＭ２のＢ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１，ＩＮ３がいずれもＨで、ＩＮ２がＬの場合、モータＭ３のＢ相の負荷ｍが選択される。  
ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３がいずれもＨの場合、全てのモータＭが駆動禁止となる。
【００４０】
この様に、４個の互いに独立な負荷ｍを有するモータＭを、複数個制御することができ、この制御を三ビット入力信号（外部シーケンスデータ）に基づいて実行することができる。
【００４１】
以上に説明したように、この発明は、複数の負荷ｍを有するモータＭが複数接続され、各負荷ｍに給電する給電回路部Ａと、各負荷ｍへの給電を所定のパルス周期でシーケンシャルに制御してモータＭを駆動する制御回路部Ｃとを備えたモータ駆動装置１０であって、前記制御回路部Ｃに、前記パルス周期を切り替える基本クロック供給回路３７、タイマ３８、及び出力切替回路６７を備えたものであるから、各モータＭの回転速度を自由に切り替えることができる。  
そして、複数のモータＭについてそれぞれ異なる回転数での駆動が求められ、かつ異なる電流値での駆動が求められるにも関わらず、１つの制御回路部Ｃでこれら複数のモータＭを駆動制御することができるため、モータ駆動装置１０のコストダウンを図ることができる。
【００４２】
また、前記給電回路部Ａに、各負荷ｍに供給する電流を抑制する電流抑制回路Ｂを備えたものであるから、負荷ｍが焼け切れる等の故障を防止することができる。
【００４３】
また、前記電流抑制回路Ｂに、電流の逆流から電流検知コンパレータＣＯＭＰを保護する保護ダイオードＤを備えたものであるから、回路内を電流が逆流した場合であっても、電流検知コンパレータＣＯＭＰ等の回路素子が破壊されることを防止できる。
【００４４】
また、モータＭの後段には、従来のようなブリッジ回路ではなくＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦを備えているため、電流が逆流した際の回路の故障を防止することができる。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、各モータＭで必要な回転速度が固定であるため、各モータＭ毎に１つのパルス周期を設定しているが、これにかぎらずモータＭの回転速度を自由に変更できる構成にしてもよい。この場合、外部シーケンスデータにパルス周期設定値を含める構成にし、タイマ３８がこのパルス周期設定値に沿ったパルスを出力する構成にすればよい。
【００４６】
また、モータＭはＭ１〜Ｍ３の３系統としたが、これに限らず２系統以上の複数のモータＭを駆動するようにモータ駆動装置１を構成してもよい。これにより、種類の異なる複数のモータＭを使用する様々な装置にモータ駆動装置１を利用でき、様々な装置でコストダウンを図ることができる。
【００４７】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のパルス周期切替回路は、実施形態のタイマ３８に対応し、
以下同様に、
給電回路は、電流抑制回路Ｂ、基準電圧回路３４、及びＭＯＳ型電界効果トランジスタＭＦにより構成されている給電回路部Ａに対応し、
電流抑制回路は、電圧検出抵抗Ｒ、電流検知コンパレータＣＯＭＰ、及び保護ダイオードＤにより構成されている電流抑制回路Ｂに対応し、
制御回路は、基本クロック供給回路３７、タイマ３８、及び出力切替回路６７により構成されている制御回路部Ｃに対応し、
回路素子は、電流検知コンパレータＣＯＭＰに対応し、
保護回路は、保護ダイオードＤに対応し、
所定のパルス周期は、駆動するモータＭに対応するパルス周期に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】モータ駆動装置を備えた紙幣処理装置の構成図。
【図２】モータ駆動装置の回路図。
【図３】パルス周期の説明図。
【図４】外部シーケンスデータとこれに基づくモータへの出力を示す表図。
【符号の説明】
【００４９】
１０…モータ駆動装置
３４…基準電圧回路
３７…基本クロック供給回路
３８…タイマ
６７…出力切替回路
Ａ…給電回路部
Ｂ…電流抑制回路
Ｃ…制御回路部
Ｄ…保護ダイオード
Ｍ…モータ
ｍ…負荷
Ｒ…電圧検出抵抗
ＭＦ…ＭＯＳ型電界効果トランジスタ
ＣＯＭＰ…電流検知コンパレータ
【図１】
2007020328.tif 000003
【図２】
2007020328.tif 000004
【図３】
2007020328.tif 000005
【図４】
2007020328.tif 000006