(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子コイルに接続され且つ該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流駆動電圧を該整流子により切り換えて前記回転子コイルに供給する複数の電極用ブラシを、固定子と一体的に設けた直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制御装置おいて、
前記電極用ブラシとは別途に設けられ、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブラシと、
前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、
前記直流モータを制御するモータ制御回路とを有し、
前記直流モータの回転中に前記モータ制御回路が、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給する直流制御と、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに間欠的に前記直流駆動電圧を供給するチョッパ制御とを切り換え、
前記直流制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出し、
前記チョッパ制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出しない
ことを特徴とする直流モータの回転制御装置。
【請求項２】
前記直流モータの回転中に、前記モータ制御回路が前記直流制御と前記チョッパ制御を交互に切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項３】
前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項４】
前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が、前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換え、
所定時間後に前記チョッパ制御から前記直流制御に切り換える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項５】
前記モータ制御回路が、
比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記比較基準電圧とを比較する比較器と、を有し、
前記直流制御中は前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項６】
前記基準電圧生成手段が、前記複数の電極用ブラシの各々に供給される前記直流駆動電圧に応じて比較基準電圧を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項７】
前記モータ制御回路が、
前記回転子のそれぞれ異なる回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する複数の比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記基準電圧生成手段により生成される前記複数の比較基準電圧のうちの一つとを比較する比較器と、
前記基準電圧生成手段により生成される複数の比較基準電圧のうちの所望の回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する比較基準電圧を前記比較器に供給し、且つ前記回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧並びに前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路と
を具備することを特徴とする請求項５または６に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項８】
前記モータ制御回路は、
前記比較器の出力パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、
前記パルス間隔計測手段で計測されたパルス間隔に基づいて前記回転子の回転速度を求める回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回転速度比較手段と、
前記回転速度比較手段の比較結果に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とするチョッパ制御手段と
を含むことを特徴とする請求項７に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項９】
前記モータ制御回路は、
前記チョッパ制御手段によるチョッパ制御時に、前記パルス間隔計測手段に基づく回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の直流モータの回転制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備えることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的作動の駆動源として直流モータ（ＤＣモータ）を用い且つ該直流モータの回転速度の安定化および累積回転数の制御が要求される装置に係り、特に、回転子コイルに接続され且つ該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に、固定子と一体的に設けられた一対の電極用ブラシを摺接し、該電極用ブラシおよび整流子により、直流駆動電圧を切換えて前記回転子コイルに供給して、直流モータにおける前記回転子の回転方向、回転速度および回転位置の少なくともいずれかを検出して前記回転子の回転動作を制御するのに好適な直流モータの回転制御装置およびそのような直流モータの回転制御装置を備えた電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カメラにおけるズームレンズからなる撮影レンズをズーミングさせるためのズーム動作、測距情報等の被写体距離情報に基づき撮影レンズおよび結像面の少なくとも一方を光軸に沿ってフォーカシング駆動して合焦させるためのフォーカス駆動、あるいは撮影フィルムの巻上げおよび巻戻しを行なうためのフィルム給送駆動などの機械的作動の駆動源として、ブラシ式の直流モータが用いられることが多い。ブラシ式の直流モータは、固定子に永久磁石等を用いた複数の固定磁極を形成し、回転子の複数の磁極を形成する複数の回転子コイルに、回転子と一体に回転する整流子および固定子側から該整流子に摺接するブラシを介して、直流駆動電流を回転角度に応じて切換えて供給して回転子を回転させる。
【０００３】
このような直流モータとしては、例えば３極モータの場合、図２２に示すように、直流駆動電源Ｅ０から一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２を介して、これら一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２に摺接する整流子ＣＭ０に給電する。一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２は、整流子ＣＭ０に対して１８０°異なる位置で当接している。整流子ＣＭ０は、回転子と一体に動作する円筒面を形成して設けられ、この場合、該円筒面を等角度間隔でほぼ１２０°毎に３等分した接片で構成される。整流子ＣＭ０の各隣接する接片間に３個の回転子コイルがそれぞれ接続されて、これら回転子コイルにより３個の回転子磁極を形成する。
【０００４】
これら回転子磁極は、回転角度に応じて、電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ０の各接片との接触状態が変化することによって、極性が変動して、固定子側の永久磁石からなる、例えば一対の固定子磁極（図示せず）との間で回転駆動力を発生する。回転子の回転に伴い、各回転子磁極が各固定子磁極に逐次対峙し且つ電極用ブラシＢ０１およびＢ０２と整流子ＣＭ０の各接片との接触状態が変化して、各回転子磁極の極性が逐次変動することによって、回転子が継続的に回転する。
すなわち、電源Ｅ０から一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２に電圧が印加されると、電極用ブラシＢ０１およびＢ０２のうちの一方から他方に回転子コイルを介して電流が流れ、回転子コイルにより磁界を発生して、回転子磁極を形成する。このように回転子コイルにより発生した磁界と、固定子磁極による磁界との作用により、回転子が回転する。
【０００５】
このようなモータの回転を検出する方法としては、ロータリエンコーダ方式が一般的である。すなわち、モータの回転出力軸またはそれに応動する伝達機構内に、周面にスリットを形成した回転スリット円盤を設け、該回転スリット円盤の周面のスリットをフォトインタラプタで検出することにより、回転を検出する。この方法は、的確な回転検出を行なうことができるが、ロータリエンコーダを構成する回転スリット円盤およびフォトインタラプタ等が必要となり、そのためのスペースの増大およびコストの上昇を伴うこととなる。
また、図２３および図２４に示すように駆動電流のリップルから回転を検出する方法もある。
【０００６】
すなわち、図２３に示すように、駆動電源Ｅ０からモータの駆動電流を一方の、例えば電極用ブラシＢ０２に給電する給電路に抵抗Ｒ０を直列に介挿して、抵抗Ｒ０の端子電圧を検出して、図２４に示すような駆動電流の６０°周期のリップル波形を得る。このリップル波形は、回転子の回転角度位置に対応しているから、これを適宜波形整形するなどして、回転角度位置に応じたパルス信号を得ることができる。この方法は、コストおよびスペースの面では有利であるが、ノイズ等による誤検出のおそれがあるなど、検出精度の面で不安がある。
これに対して、特開平４−１２７８６４号公報等には、一対の電極用ブラシとは別に回転検出用ブラシを設けて回転検出を行なう方式が示されている。回転検出用ブラシは、一対の電極用ブラシと同様に整流子に摺接して、整流子における電圧を抽出する。この回転検出用ブラシで検出した信号をもとにして回転を検出する。
【０００７】
また、上記特開平４−１２７８６４号公報等には、具体的には、例えば、図２５に示すような構成が開示されている。モータＭ０の一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２とは別途に回転検出用ブラシＢＤ０が設けられている。回転検出用ブラシＢＤ０には、微分回路１０１、時定数リセット回路１０２および時定数回路１０３が順次接続されている。比較基準電圧発生部１０４の出力が反転入力端に接続された比較器１０５の非反転入力端に上記時定数回路１０３の出力が接続される。比較器１０５の出力は、図示極性のダイオード１０６を介してリレー１０７（の励磁コイル）の一端に接続される。リレー１０７（の励磁コイル）の他端は、駆動電源Ｅ０の一端に接続される。駆動電源Ｅ０には、リレー１０７の接点１０７ａを介して一対の電極用ブラシＢ０１およびＢ０２が接続されている。リレー１０７（の励磁コイル）の前記一端は、図示極性のダイオード１０８を介してモータ起動回路１０９のトランジスタ１０９ａのコレクタに接続されている。トランジスタ１０９ａのベースには、抵抗１０９ｂを介してモータ起動信号が供給され、トランジスタ１０９ａのベースとエミッタとの間に抵抗１０９ｃが接続されている。トランジスタ１０９ａのエミッタは、駆動電源Ｅ０の他端に接続されている。
【０００８】
図２６に、このような構成における各部の信号波形、つまり、モータ起動回路１０９に入力されるモータ起動信号、回転検出用ブラシＢＤ０の検出信号、微分回路１０１の出力信号、時定数回路１０３の出力信号、比較器１０５の出力信号、リレー１０７の動作信号および駆動電源Ｅ０からモータＭ０への駆動電源供給の各波形が示されている。
モータ起動信号によりモータ起動回路１０９の  トランジスタ１０９ａがオンとなると、リレー１０７がオンとなって接点１０７ａが閉じ、電極用ブラシＢ０１およびＢ０２を介してモータＭ０に電力が供給され、モータＭ０の回転が開始される。モータＭ０の回転に伴い回転検出用ブラシＢＤ０からパルス列ＳＡ０が出力され、微分回路１０１で微分されて、各パルスの前縁に同期した信号ＳＢ０が時定数リセット回路１０２に供給される。時定数リセット回路１０２は、信号ＳＢ０に同期して時定数回路１０３をリセットし、時定数回路１０３から信号ＳＣ０として図２６に示すような信号を出力させる。
【０００９】
モータＭ０が通常の回転速度で回転している定常状態においては、時定数回路１０３の出力信号ＳＣ０が比較基準電圧発生部１０４から供給される比較基準電圧を超えることはない。この状態では、比較器１０５の出力信号ＳＤ０は“Ｌ（低レベル）”であり、リレー１０７は励磁されオン状態を続けて、モータＭ０に対する給電は維持される。ところが、過負荷等によりモータＭ０の回転速度が低下すると、時定数回路１０３の出力信号ＳＣ０が比較基準電圧を超え、比較器１０５の出力信号ＳＤ０が“Ｈ（高レベル）”となり、リレー１０７に励磁電流が流れなくなってオフとなり、接点１０７ａが開いてモータＭ０に対する給電は停止される。このようにして、モータＭ０の回転速度の低下を検出し、モータＭ０を停止させて、モータＭ０に過大な電流が流れ続けることを防止する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開平４−１２７８６４号公報等に開示された方法では、モータの回転速度がある程度よりも低下した場合にのみリレーを動作させることが示されているに過ぎず、回転方向、回転数、回転速度および回転位置等を高精度に検出し、回転方向制御、回転数制御および回転速度制御等に利用するための技術については明確に示されていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡単で且つスペースを占有しない構成により、ブラシ式直流モータの回転速度および回転数を的確に検出し、効果的な回転制御を可能とする直流モータの回転検出装置、回転制御装置およびそのような直流モータの回転制御装置を備えた電気機器を提供することを目的としている。
【００１１】
本発明の第１の目的は、特に、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、チョッパ制御時における回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とする直流モータの回転制御装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、特に、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付けることを可能とする直流モータの回転制御装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の第３の目的は、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とすると共に、モータの駆動電圧変動にも対応して効果的な回転検出を行なうことが可能な直流モータの回転制御装置を提供することにある。
本発明の第４の目的は、特に、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、ブラシ式直流モータの回転方向の変更や駆動電圧に応動する効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を可能とする直流モータの回転制御装置を提供することにある。
本発明の第５および第６の目的は、特に、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、ブラシ式直流モータの回転速度の誤検出を防止して適切な回転制御を可能とする直流モータの回転制御装置を備えたカメラおよび電気機器を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第１の目的を達成するために、
回転子コイルに接続され且つ該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流駆動電圧を該整流子により切り換えて前記回転子コイルに供給する複数の電極用ブラシを、固定子と一体的に設けた直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制御装置おいて、
前記電極用ブラシとは別途に設けられ、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブラシと、
前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、
前記直流モータを制御するモータ制御回路とを有し、
前記直流モータの回転中に前記モータ制御回路が、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給する直流制御と、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに間欠的に前記直流駆動電圧を供給するチョッパ制御とを切り換え、
前記直流制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出し、
前記チョッパ制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出しないことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第１の目的を達成するために、
前記直流モータの回転中に、前記モータ制御回路が前記直流制御と前記チョッパ制御を交互に切り換える
ことを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第２の目的を達成するために、
前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換えることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第２の目的を達成するために、
前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が、前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換え、
所定時間後に前記チョッパ制御から前記直流制御に切り換えることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第３の目的を達成するために、
前記モータ制御回路が、
比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記比較基準電圧とを比較する比較器と、を有し、
前記直流制御中は前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御すること特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第３の目的を達成するために、前記基準電圧生成手段が、前記複数の電極用ブラシの各々に供給される前記直流駆動電圧に応じて比較基準電圧を生成することを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第４の目的を達成するために、
前記モータ制御回路が、
前記回転子のそれぞれ異なる回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する複数の比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記基準電圧生成手段により生成される前記複数の比較基準電圧のうちの一つとを比較する比較器と、
前記基準電圧生成手段により生成される複数の比較基準電圧のうちの所望の回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する比較基準電圧を前記比較器に供給し、且つ前記回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧並びに前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路と
を具備することを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第４の目的を達成するために、前記モータ制御回路は、
前記比較器の出力パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、
前記パルス間隔計測手段で計測されたパルス間隔に基づいて前記回転子の回転速度を求める回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回転速度比較手段と、
前記回転速度比較手段の比較結果に基づく前記チョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とするチョッパ制御手段と
を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項９に記載した本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記第４の目的を達成するために、
前記モータ制御回路は、
前記チョッパ制御手段によるチョッパ制御時に、前記パルス間隔計測手段に基づく回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含むことを特徴としている。
請求項１０に記載の本発明に係るカメラは、前記第５の目的を達成するために、請求項１〜９にいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備える構成としたことを特徴としている。
請求項１１に記載の電気機器は、前記第６の目的を達成するために、請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備える構成としたことを特徴としている。
【００２２】
【作用】
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、回転子コイルに接続され且つ該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流駆動電圧を該整流子により切り換えて前記回転子コイルに供給する複数の電極用ブラシを、固定子と一体的に設けた直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制御装置おいて、
前記電極用ブラシとは別途に設けられ、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブラシと、
前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、
前記直流モータを制御するモータ制御回路とを有し、
前記直流モータの回転中に前記モータ制御回路が、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給する直流制御と、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに間欠的に前記直流駆動電圧を供給するチョッパ制御とを切り換え、
前記直流制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出し、
前記チョッパ制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出しない構成としている。
特に、このような構成により、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、チョッパ制御時における回転速度検出の誤検出を防止して的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能となる。
【００２３】
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記直流モータの回転中に、前記モータ制御回路が前記直流制御と前記チョッパ制御を交互に切り換える構成としている。
このような構成により、特に、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付けることを的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能となる。
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換える構成としている。
このような構成により、特に、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付けることで的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能となる。
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が、前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換え、
所定時間後に前記チョッパ制御から前記直流制御に切り換える構成としている。
このような構成により、特に、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付けることで的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御を行うことが可能となる。
【００２４】
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記モータ制御回路が、
比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記比較基準電圧とを比較する比較器と、を有し、
前記直流制御中は前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御する構成としている。
このような構成により、特に、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を行なうことが可能となる。
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記基準電圧生成手段が、前記複数の電極用ブラシの各々に供給される前記直流駆動電圧に応じて比較基準電圧を生成するように構成している。
このような構成により、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とすると共に、モータの駆動電圧変動にも対応して効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行なうことができる。
【００２５】
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記モータ制御回路が、
前記回転子のそれぞれ異なる回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する複数の比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記基準電圧生成手段により生成される前記複数の比較基準電圧のうちの一つとを比較する比較器と、
前記基準電圧生成手段により生成される複数の比較基準電圧のうちの所望の回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する比較基準電圧を前記比較器に供給し、且つ前記回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧並びに前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路と
を具備する。
このような構成により、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とすると共に、モータの駆動電圧変動にも対応して効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行なうことが可能となる。
本発明に係る直流モータの回転制御装置は、前記モータ制御回路が、
前記比較器の出力パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、
前記パルス間隔計測手段で計測されたパルス間隔に基づいて前記回転子の回転速度を求める回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回転速度比較手段と、
前記回転速度比較手段の比較結果に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とするチョッパ制御手段とを含む。
このような構成により、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御が可能となる。
本発明に係る直流モータの回転制御装置の前記モータ制御回路は、
前記チョッパ制御手段によるチョッパ制御時に、前記パルス間隔計測手段に基づく回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含んでいる。
このような構成により、特に、前記チョッパ制御時における回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御が可能となる。
本発明に係るカメラは、請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備える。
このような構成により、特にスペースを占有しない簡単な構成でカメラのブラシ式直流モータの回転速度検出時の誤検出を防止して、効果的な回転制御が可能となる。
本発明に係る電気機器は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備える。
このような構成により、スペースを占有しない簡単な構成で、電気機器におけるブラシ式直流モータの回転速度検出時の誤検出を防止し効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行うことが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明に係る直流モータの回転検出装置および回転制御装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置の構成を示している。図１に示す直流モータの回転検出装置は、駆動電源Ｅ１からスイッチＳＷ１を介して駆動電力が供給されて駆動される直流モータＭ１の回転を検出するものであり、直流モータＭ１には、一対の電極用ブラシＢ１１およびＢ１２と回転検出用ブラシＢＤ１を設けている。
【００２８】
図１の直流モータの回転検出装置は、ノイズ除去回路１、比較基準電圧生成手段２および比較器３を具備する。
ノイズ除去回路１は、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号の急峻なサージ状の波形等のノイズ成分を除去して比較器３に供給する。比較基準電圧生成手段２は、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号を回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列に変換するための比較基準電圧を生成し、比較器３に供給する。比較器３は、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号からノイズ除去回路１によりノイズが除去された信号と、比較基準電圧生成手段２により生成される比較基準電圧とを比較して、回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列を出力する。
【００２９】
なお、図１においては、単一の回転検出用ブラシを設けているが、回転検出用ブラシを複数個設ける構成としてもよい。ここで、上述した電極用ブラシおよび回転検出用ブラシを設けた直流モータＭ１の構成の一例を説明する。
図２７および図２８は、直流モータにおけるブラシ配設部近傍の構成を示している。図２７は、一部を縦断面で示した正面図であり、図２８は、回転軸先端に対峙する方向から見た左側面図である。図２７および図２８には、モータＭ１の要部として、固定子（ステータ）１１０、回転子（ロータ）１１１、整流子１１２、回転軸１１３、支持ベース１１４、一対の電極用ブラシ１１５および１１６、並びに一対の回転検出用ブラシ１１７および１１８が示されている。図２７は、電極用ブラシ１１５および１１６と、回転検出用ブラシ１１７および１１８とがスラスト方向、すなわち回転軸１１３に沿う方向、にずれて配置された状態を示しており、図２７には、明確化のために、電極用ブラシ１１５および１１６、並びに回転検出用ブラシ１１７および１１８のうちの電極用ブラシ１１５と回転検出用ブラシ１１７のみを示している。図２８は、電極用ブラシ１１５および１１６に対して、回転検出用ブラシ１１７および１１８をそれぞれ４０°の回転角度位置に配置した状態を示している。
【００３０】
回転子１１１は、３組のコイル（図示していない）を巻装して、例えば３極の磁極を形成しており、回転軸１１３に固着されている。整流子１１２は、回転軸１１３の周囲を若干の間隙を存して等角度間隔で囲む、この場合３片の導体片からなるセグメントを有し、回転子１１１の各組のコイルは、該整流子１１２の隣接するセグメント間に接続されている。回転軸１１３は、中間部に回転子１１１を、そして回転子１１１の一端に近接して整流子１１２をそれぞれ固定支持し、支持ベース１１４等により、回転自在に保持される。支持ベース１１４は、回転軸１１３を、整流子１１２側の一端近傍において、適宜なる軸受け機構を介して回転自在に保持する。該支持ベース１１４は、中空で且つ片端部をほぼ閉塞した短寸の筒状をなし、その中空部に一対の電極用ブラシ１１５および１１６、並びに一対の回転検出用ブラシ１１７および１１８をほぼ収容して支持する。なお、支持ベース１１４は、回転軸１１３を保持した状態では、整流子１１２をも前記中空部にほぼ収容する。
固定子１１０は、回転子１１１、整流子１１２、回転軸１１３、その他を収容している。さらに固定子１１０は、その一部に支持ベース１１４を設けている。このようにして、上述した構造により直流モータＭ１を構成している。
【００３１】
一対の電極用ブラシ１１５および１１６は、導電性および弾性に富む帯板状の材料からなり、図２８に示すように、それぞれＵ字状に折曲され、その一端を外方に折曲しさらに先端部において外方への折曲前の部分とほぼ並行をなすように折曲して形成し、他端の先端部に板面上で直角方向に延びる延出部を形成する。これら電極用ブラシ１１５および１１６は、前記延出部にほぼ平行な軸に対して回転対称に形成され、整流子１１２に対して１８０°をなす回転角度位置にて摺接するように配置して、支持ベース１１４の中空部に保持される。
また、一対の回転検出用ブラシ１１７および１１８は、導電性および弾性に富む帯板状の材料からなり、図２８に示すように、それぞれＬ字状に折曲され、その一端側の折曲部からの長さを他端側よりも長寸とし、他端側の先端に板面上で直角方向に延びる延出部を形成する。これら回転検出用ブラシ１１７および１１８は、前記延出部にほぼ平行な軸に対して回転対称に形成され、整流子１１２に対して１８０°をなす回転角度位置で摺接し、且つ該摺接位置は、電極用ブラシ１１５および１１６に対して、回転軸１１３の軸に沿うスラスト方向に所定間隙を存して異なる位置であって、それぞれ所定の回転角度、例えば４０°、をなす位置として、支持ベース１１４の中空部に保持される。
【００３２】
支持ベース１１４は、図２７および図２８に示すように、内部を中空として片端をほぼ閉塞した短寸円筒状をなし、片端面の中央にそれぞれ整流子１１２および回転軸１１３を挿通し且つ回転軸１１３を回転自在に保持するための貫通孔を有する。回転軸１１３を回転自在に保持する貫通孔には軸受け部を形成する。
そして、電極用ブラシ１１５および１１６の各他端の延出部、並びに回転検出用ブラシ１１７および１１８のの各他端の延出部は、いずれも外部接続用の外部端子１１９，１２０として先端を支持ベース１１４の先に述べた端壁から外方に突出している。
【００３３】
上述し且つ図１に示す本発明の第１の実施の形態による直流モータの回転検出装置をさらに具体的に構成したのが、本発明の第２の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置であり、その構成を図２に示す。図２に示す直流モータの回転検出装置は、図１の場合と同様に駆動電源Ｅ１からスイッチＳＷ１を介して駆動電圧Ｅｏを供給して駆動される直流モータＭ１の回転を検出するものであり、モータＭ１には、一対の電極用ブラシＢ１１およびＢ１２とは別途に回転検出用ブラシＢＤ１を設けている。
【００３４】
図２の回転検出装置は、ノイズ除去回路１Ａ、比較基準電圧生成手段２Ａおよび比較器３を具備する。
ノイズ除去回路１Ａは、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号の急峻なサージ状の波形等のノイズ成分を除去して比較器３に供給する回路であり、定電圧ダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１を有している。定電圧ダイオードＺＤ１は、例えばツェナーダイオード等からなり、回転検出用ブラシＢＤ１と駆動電源Ｅ１の共通低電位側との間に接続される。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は順次直列に接続されて、これらの直列回路が、抵抗Ｒ１を回転検出用ブラシＢＤ１側とし且つコンデンサＣ１を駆動電源Ｅ１の共通低電位側として、定電圧ダイオードＺＤ１と並列に、回転検出用ブラシＢＤ１と駆動電源Ｅ１の共通低電位との間に接続される。コンデンサＣ１の両端すなわち、該コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との接続点と、駆動電源Ｅ１の共通低電位と、の間の電圧が比較器３の非反転入力端（＋側）に供給される。
【００３５】
比較基準電圧生成手段２Ａは、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号を回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列に変換するための比較基準電圧を生成し、比較器３に供給する部分であり、ポテンショメータＶＲ１により構成される。ポテンショメータＶＲ１の固定側両端が電源電圧Ｖｃｃと共通低電位とにそれぞれ接続され、該ポテンショメータＶＲ１の可動端と共通低電位との間の電圧、例えばＥｏ／４にほぼ相当する電圧、が比較器３の反転入力端（−側）に供給される。
比較器３は、図１の場合とほぼ同様の構成を有し、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号からノイズ除去回路１Ａによりノイズが除去された信号が非反転入力側（＋側）に、比較基準電圧生成手段２Ａにより生成される比較基準電圧（Ｅｏ／４）が反転入力側（−側）にそれぞれ供給され、両者を比較する。比較器３は、ノイズ除去回路１Ａの出力が比較基準電圧（Ｅｏ／４）を超えると電源電圧Ｖｃｃ、つまり“Ｈ（高レベル）”となり、ノイズ除去回路１Ａの出力が比較基準電圧（Ｅｏ／４）以下では共通低電位つまり“Ｌ（低レベル）”となって、回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列を出力する。
【００３６】
次に、図２の直流モータの回転検出装置の動作について、図３に示す各部の波形図を参照して説明する。図３には、高速回転時および低速回転時における回転検出用ブラシＢＤ１の出力信号ＳＡ１、ノイズ除去回路１Ａの出力信号ＳＢ１および比較器３の出力信号ＳＣ１の各信号電圧波形を示している。
回転検出用ブラシＢＤ１を有する直流モータＭ１は、出力電圧Ｅｏの直流駆動電源Ｅ１にスイッチＳＷ１を直列に介して接続されており、該直流モータＭ１の回転検出用ブラシＢＤ１をノイズ除去回路１Ａに接続している。ノイズ除去回路１Ａは、上述したように抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路に並列にツェナーダイオード等の定電圧ダイオードＺＤ１が並列に接続されている。定電圧ダイオードＺＤ１は、モータＭ１の回転子巻線、すなわち回転子コイルの自己誘導作用による逆起電力による電圧をクランプする。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は、両者の接続点から出力を取り出して、高周波成分を除去するためのローパスフィルタを構成している。ローパスフィルタを構成する抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の接続点から取り出した出力を、比較器３の非反転入力端（＋側）に供給する。
【００３７】
スイッチＳＷ１を閉じると直流モータＭ１に駆動電源Ｅ１からの直流電圧が供給され、電極用ブラシＢ１１およびＢ１２を介して回転子コイルが励磁されて、永久磁石等により磁極が形成された固定子に対して、回転子が回転する。この直流モータＭ１の回転により、回転検出用ブラシＢＤ１にほぼパルス状の電圧信号ＳＡ１が発生する。回転検出用ブラシＢＤ１から出力される電圧信号ＳＡ１のパルス列の各パルスの前縁部、つまり図３に示す立ち上がり部分、の急峻なサージ状の波形は、ブラシに当接する整流子の接片が切り替わるときに、各接片に接続された回転子コイルに流れる電流の大きさが瞬間的に変化するため、回転子コイルの自己誘導作用により発生する電圧によるものであり、その大きさは、回転速度に応じてコイルを流れる電流の大きさにより変化する。
【００３８】
また、各パルス波形の傾斜部分は、回転子コイルに流れる電流およびコイルの直流抵抗成分により生ずる電圧と、コイルが磁界中を回転することにより生ずる誘導電圧とが合成されたものである。高速回転時は後者の誘導電圧が支配的となり、低速回転時は前者の抵抗成分による電圧が支配的となる。したがって、この傾斜部分の傾斜角度は、図３にも示されているように、回転が低速であるほど傾斜が緩やかとなり、平坦に近くなる。
ノイズ除去回路１Ａの出力信号ＳＢ１の波形は、上述したサージ波形および回転検出用ブラシＢＤ１と整流子との接触により生じる機械的ノイズ等の高周波ノイズが除去されている。比較器３は、このノイズ除去回路１Ａの出力信号ＳＢ１の電圧とポテンショメータＶＲ１から取り出される、例えば約Ｅｏ／４、の比較基準電圧とを比較する。このため比較器３の出力信号ＳＣ１としては、この場合、電圧Ｖｃｃである“Ｈ”と、この場合、共通低電位、つまりグラウンドレベル（ＧＮＤ）、である“Ｌ”の２種類のレベルのいずれかしかあらわれず、安定した矩形波が得られる。
【００３９】
なお、ノイズ除去回路１Ａは、使用する直流モータの特性や使用する電力あるいは信号処理回路システムの電圧等に応じて適宜構成すれば良く、このノイズ除去回路１Ａは、必ずしも必須の構成ではなく、使用する直流モータの特性や使用する電力あるいは信号処理回路システムの電圧等によっては、省略することもできる。
上述し且つ図１に示した本発明の第１の実施の形態による直流モータの回転検出装置をさらに改良し具体的に構成した他の構成が、本発明の第３の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置であり、その構成を図４に示す。
【００４０】
図４に示す直流モータの回転検出装置は、図１および図２の場合と同様に駆動電源Ｅ１からスイッチＳＷ１を介して駆動電圧Ｅｏを供給して駆動される直流モータＭ１の回転を検出するものであり、モータＭ１には、一対の電極用ブラシＢ１１およびＢ１２とは別途に回転検出用ブラシＢＤ１を設けている。図４の回転検出装置は、ノイズ除去回路１Ｂ、比較基準電圧生成手段２Ｂおよび比較器３を具備する。
ノイズ除去回路１Ｂは、図２に示したノイズ除去回路１Ａと全く同様に定電圧ダイオードＺＤ１、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１を有して構成され、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号の急峻なサージ状の波形等のノイズ成分を除去して比較器３に供給する。
【００４１】
定電圧ダイオードＺＤ１は、例えばツェナーダイオード等からなり、回転検出用ブラシＢＤ１と駆動電源Ｅ１の共通低電位側との間に接続される。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１は順次直列に接続されて、これらの直列回路が、抵抗Ｒ１を回転検出用ブラシＢＤ１側とし且つコンデンサＣ１を駆動電源Ｅ１の共通低電位側として、定電圧ダイオードＺＤ１と並列に、回転検出用ブラシＢＤ１と駆動電源Ｅ１の共通低電位（グラウンド電位）との間に接続される。コンデンサＣ１の両端、すなわち、該コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との接続点と、駆動電源Ｅ１の共通低電位と、の間の電圧が比較器３の非反転入力端（＋側）に供給される。
比較基準電圧生成手段２Ｂは、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号を回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列に変換するための比較基準電圧を生成し、比較器３に供給する部分であり、図２の比較基準電圧生成手段２Ａとほぼ同様にポテンショメータＶＲ２により構成されるが、ポテンショメータＶＲ２の固定側両端は、直流モータＭ１の電極用ブラシＢ１１と電極用ブラシＢ１２との間に接続され、該ポテンショメータＶＲ２の可動端と共通低電位との間の電圧、例えばＥｏ／４、が比較器３の反転入力端（−側）に供給される。
【００４２】
比較器３は、図１および図２の場合とほぼ同様の構成を有し、回転検出用ブラシＢＤ１の検出信号からノイズ除去回路１Ｂによりノイズが除去された信号が非反転入力側に、比較基準電圧生成手段２Ｂにより生成される比較基準電圧Ｅｏ／４が反転入力側にそれぞれ供給され、両者を比較する。比較器３は、ノイズ除去回路１Ｂの出力が比較基準電圧Ｅｏ／４を超えると電源電圧Ｖｃｃつまり“Ｈ”となり、ノイズ除去回路１Ｂの出力が比較基準電圧Ｅｏ／４以下では共通低電位つまり“Ｌ”となって、回転速度に応じたパルス周期およびパルス幅のパルス列を出力する。
【００４３】
次に、図４の直流モータの回転検出装置の動作について、図５に示す各部の波形図を参照して説明する。図５には、直流モータＭ１の駆動電圧Ｅｏが次第に下がって行くときの回転検出用ブラシＢＤ１の出力信号ＳＡ２、ノイズ除去回路１Ｂの出力信号ＳＢ２および比較器３の出力信号ＳＣ２の各信号電圧波形を示している。
図４の構成における図２との相違点は、比較基準電圧生成手段２Ｂの電源を直流モータＭ１の駆動電源と同一としている点である。
直流モータＭ１の駆動電圧Ｅｏが次第に低下するときには、各部の電圧は図５に示すように、回転検出用ブラシＢＤ１の出力信号ＳＡ２およびノイズ除去回路１Ｂの出力信号ＳＢ２の電圧はＥｏの変化に伴って、次第に低下する。なお、このとき直流モータＭ１の負荷トルクが一定であれば回転速度も次第に遅くなる。
【００４４】
しかしながら、比較基準電圧であるポテンショメータＶＲ２の出力電圧もＥｏに比例して下がってくるので、比較器３の反転入力と非反転入力との大小関係、すなわち比率は、ほぼ一定に保たれることになる。したがって、比較器３の出力信号ＳＣ２としては、直流モータＭ１の端子電圧Ｅｏの変動にかかわらず安定した矩形波を得ることができる。
直流モータを使用する装置においては、直流モータへの印加電圧を変化させることにより回転速度を制御すること、言い換えれば直流モータの発生トルクを制御すること、はしばしば行われる。一方、電源に電池を使用する装置においては直流モータの端子電圧が頻繁に変動することになる。上述した、本発明の第３の実施の形態による図４の直流モータの回転検出装置は、このように直流モータの端子電圧が変化しても、安定した回転検出信号が得られるようにしたものである。
【００４５】
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を示している。図６に示す直流モータの回転制御装置は、直流モータＭ２および駆動電源回路Ｅ２に加えて、モータ駆動回路５、ノイズ除去回路６、比較基準電圧生成手段７、比較基準電圧選択手段８、比較器９およびモータ制御回路１０を具備する。
図６の直流モータの回転制御装置は、駆動電源回路Ｅ２からモータ駆動回路５を介して駆動電力が供給されて駆動される直流モータＭ２の回転を制御するものであり、モータＭ２には、一対の電極用ブラシＢ２１およびＢ２２と回転検出用ブラシＢＤ２を設けている。
電圧Ｅｏの直流電源からなる駆動電源回路Ｅ２の正負出力端間には、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４によりブリッジ回路を構成してなるスイッチング部を含むモータ駆動回路５が接続されている。
【００４６】
モータ駆動回路５の出力端子の一方、すなわちトランジスタＱ１のコレクタとトランジスタＱ３のコレクタとの接続点、に直流モータＭ２の一方の電極用ブラシＢ２１が、モータ駆動回路５の出力端子の他方、すなわちトランジスタＱ２のコレクタとトランジスタＱ４のコレクタとの接続点、に直流モータＭ２の他方の電極用ブラシＢ２２が接続されている。
モータ駆動回路５の制御入力端は、モータ制御回路１０に接続されており、モータ制御回路１０からのモータ制御信号によって、トランジスタＱ１〜Ｑ４がオン／オフ制御され、直流モータＭ２の正転、逆転および停止等の制御が行なわれる。
直流モータＭ２の回転検出用ブラシＢＤ２の出力は、ノイズ除去回路６に入力され、該ノイズ除去回路６の出力は比較器９の非反転入力端（＋側）に接続されている。
【００４７】
一方、比較基準電圧生成手段７は、２個のポテンショメータＶＲ２１およびＶＲ２２の直列回路からなり、これらポテンショメータＶＲ２１およびＶＲ２２の各固定端側の直列回路がモータ駆動回路５と並列に駆動電源回路Ｅ２に接続されている。
つまり、各ポテンショメータＶＲ２１およびＶＲ２２の出力は、電源電圧Ｅｏに比例した電圧を発生し、例えばポテンショメータＶＲ２１は、可動端から共通低電位に対してほぼ３Ｅｏ／４の電圧を取り出し、ポテンショメータＶＲ２２は、可動端から共通低電位に対してほぼＥｏ／４の電圧を取り出すように設定されている。
【００４８】
比較基準電圧選択手段８は、２個のアナログスイッチＡＳＷ１およびＡＳＷ２と１個のインバータＩＮＶとで構成され、ポテンショメータＶＲ２１の可動端から取り出した出力がアナログスイッチＡＳＷ１の入力に、ポテンショメータＶＲ２２の可動端から取り出した出力がアナログスイッチＡＳＷ２の入力にそれぞれ接続され、アナログスイッチＡＳＷ１およびアナログスイッチＡＳＷ２の出力は比較器９の反転入力端（−側）に接続されている。アナログスイッチＡＳＷ１およびＡＳＷ２のコントロール端子には、モータ制御回路１０からの制御信号である比較基準電圧選択信号が、一方のアナログスイッチＡＳＷ１にはインバータＩＮＶを介して反転されて供給され、他方のアナログスイッチＡＳＷ２には、直接供給される。
【００４９】
すなわち、アナログスイッチＡＳＷ１およびＡＳＷ２は、モータ制御回路１０からの比較基準電圧選択信号により、いずれか一方がオンとなり他方がオフとなるように制御されて、比較基準電圧生成手段７のポテンショメータＶＲ２１およびＶＲ２２のうちの一方の出力のみを比較器９の反転入力端に供給する。比較器９の出力は、モータ制御回路１０に供給されている。モータ制御回路１０は、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、比較器９の出力および必要ならば外部からの制御指示を受けて、モータ駆動回路５に対するモータ制御信号および比較基準電圧選択手段８に対する比較基準電圧選択信号をそれぞれ生成し、モータ駆動回路５および比較基準電圧選択手段８に供給する。
なお、アナログスイッチＡＳＷ１，ＡＳＷ２は、そのコントロール端子の信号の状態が“Ｈ”であるか“Ｌ”であるかによってオン／オフ動作し、オン状態では、入力端子に入力された電圧をそのまま出力端子に出力し、オフ状態では、入力端子に入力された電圧は出力端子に出力しない。
【００５０】
具体的には、例えば、コントロール端子が“Ｈ”のときオンとなって入力信号を通過させ、“Ｌ”のときオフとなってハイインピーダンス状態となる。
次に、図６の直流モータの回転制御装置の動作について、図７に示す各部の波形図を参照して説明する。
図７には、直流モータＭ２が時計方向（ＣＷ）に回転するときと反時計方向（ＣＣＷ）に回転するときとの比較基準電圧選択信号、比較器９の反転入力端の入力信号および比較器９の出力信号の各信号電圧波形を示している。
モータ制御回路１０からモータ制御信号が出力され、モータ駆動回路５のトランジスタＱ１およびトランジスタＱ４がオンとなると、モータが時計方向に回転するものとする。それと同時にモータ制御回路１０から比較基準電圧選択信号として“Ｈ”が出力される。直流モータＭ２の回転検出用ブラシＢＤ２の電圧は、ノイズ除去回路６を介して比較器９の非反転入力端に入力される。
【００５１】
一方、比較器９の反転入力端子には、比較基準電圧が入力されている。この場合、比較基準電圧選択信号が“Ｈ”であるのでアナログスイッチＡＳＷ１はオフ、アナログスイッチＡＳＷ２がオンとなっているので、比較基準電圧としてはポテンショメータＶＲ２２で設定された電圧Ｅｏ／４が選択されている。したがって、比較器９の出力には、図７（ａ）に示すような矩形波が得られることになる。
次に、モータ制御回路１０からモータ駆動回路５のトランジスタＱ２およびトランジスタＱ３をオンとするモータ制御信号と、比較基準電圧選択信号として“Ｌ”の信号が出力される。そうすると、直流モータＭ２は、反時計方向に回転し、回転検出用ブラシＢＤ２の検出電圧に基づく電圧は、比較器９の非反転入力端において、図７（ｂ）のような波形になる。
【００５２】
また、比較基準電圧選択信号によりアナログスイッチＡＳＷ１がオン、アナログスイッチＡＳＷ２がオフとなるので、比較基準電圧としては、ポテンショメータＶＲ２１で設定された電圧３Ｅｏ／４が選択される。したがって、比較器９の出力には、図７（ｂ）に示すような矩形波が得られる。
このように比較器９の出力には、直流モータＭ２の回転信号としてパルス列が得られるわけであるが、例えば、使用するモータの回転検出用ブラシと電極用ブラシＢ２との角度が４０°の場合、時計方向回転でデューティ１／３、反時計方向回転でデューティ２／３のパルス列になる。
以上のように構成にすれば、直流モータＭ２の両方向の回転に対して安定な回転信号を得て、直流モータＭ２を適正に回転制御することができる。
【００５３】
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を示している。図８に示す直流モータの回転制御装置は、図６の直流モータの回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ駆動回路５に代えてモータ駆動回路５Ａが、モータ制御回路１０に代えてモータ制御回路１０Ａがそれぞれ設けられている。
モータ制御回路１０Ａは、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、パルス間隔計測手段１１、回転速度算出手段１２および回転速度比較手段１３の各機能が付加されている。
パルス間隔計測手段１１は、パルス間隔ＴMを計測する。パルス間隔計測手段１１におけるパルス間隔ＴMの計測方法は、図１１に示すように比較器９から出力される直流モータＭ２の回転信号パルスよりも充分に周波数の高い基準クロックを回転信号パルスの一周期分カウントする。
【００５４】
回転速度算出手段１２は、パルス間隔計測手段１１で得たパルス間隔ＴMに基づいて直流モータＭ２の回転速度を算出する。すなわち、パルス間隔計測手段１１により得られた回転信号パルスの周期、つまりパルス間隔、がＴM[sec]である場合、回転速度算出手段１２によって、直流モータＭ２の回転速度は、３極モータの場合には６０／３ＴM[rpm]として計算される。なお、基準クロックは、モータ制御回路１０Ａを構成するマイクロコンピュータ等に内蔵している基準クロック発振器により発生する。回転速度比較手段１３は、回転速度算出手段１２で算出された回転速度Ｎ（現在）を目標速度Ｎ（目標）と比較し、目標速度Ｎ（目標）を得るべくモータ制御信号を生成する。
なお、この場合、モータ駆動回路５Ａは、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４をそれぞれモータ制御回路１０Ａの回転速度比較手段１３により生成されるモータ制御信号に応動するドライバＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３およびＤＡ４によりオン／オフ動作させる構成とする。
【００５５】
次に、図８の直流モータの回転制御装置の動作について、図９に示す要部のフローチャートおよび図１０に示す各部の波形図を参照して説明する。図１０には、チョッパ制御により直流モータＭ２を回転させている状態で、モータ停止信号が与えられるまで、直流モータＭ２の回転速度を一定に保とうとする場合について、トランジスタＱ１のオン／オフ制御信号、トランジスタＱ４のオン／オフ制御信号、比較器９の非反転入力端の入力信号および比較器９の出力信号の各信号電圧波形を示している。
直流モータＭ２が回転している状態において、直流モータＭ２の回転に応じて比較器９の出力には直流モータＭ２の回転信号パルスがあらわれる。
【００５６】
この第５の実施の形態では、モータ制御回路１０Ａは、直流モータＭ２への通電を一時的にオフとすることを繰り返す（オン／オフを繰り返す）、いわゆるチョッパ制御を行ない、チョッパ制御のデューティ比を変更することにより、直流モータＭ２の回転速度を制御している。すなわち、直流モータＭ２の回転信号から回転速度を算出し、回転速度が予め設定された目標速度より速くなった場合には、デューティ比（オンデューティ〜一周期におけるオン時間の割合）を小さくして減速させ、目標速度より遅くなった場合には、デューティ比を大きくして加速させることにより、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
【００５７】
すなわち、図９のフローチャートを参照して、その動作を説明すると、モータ制御回路１０Ａは、パルス間隔計測手段１１によって、比較器９の回転信号パルスからパルス間隔ＴMを計測し（ステップＳ１１）、このパルス間隔ＴMの計測結果に基づき、回転速度算出手段１２によって、その時点での回転速度Ｎを算出する（ステップＳ１２）。さらに、モータ制御回路１０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度算出手段１２によって算出された最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ（目標）未満であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。なお、目標速度Ｎ（目標）は、特定回転速度値でなく特定の回転速度の範囲である場合もある。回転速度Ｎ（現在）が、目標速度Ｎ（目標）未満でなければ、モータ制御回路１０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ１４）。
【００５８】
ステップＳ１４において回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、回転速度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目標）に等しいので、モータ制御回路１０Ａは、そのままのデューティ比でチョッパ制御を継続する（ステップＳ１５）。そして、モータ制御回路１０Ａは、モータ停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ１６）、モータ停止信号が与えられれば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ１７）。ステップＳ１６においてモータ停止信号が与えられなければ、ステップＳ１１に戻り、モータ制御回路１０Ａは、直流モータＭ２のチョッパ制御を継続する。
ステップＳ１３において、モータ制御回路１０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）未満であると判別した場合には、直前のデューティ比変更後、所定時間を経過しているか否を判別する（ステップＳ１８）。
【００５９】
モータ制御回路１０Ａは、それ以前にデューティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過している場合には、チョッパ制御のデューティ比（オンデューティ）を大きくして（ステップＳ１９）、ステップＳ１６に移行する。また、ステップＳ１８において、直前に行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過していないと判別した場合には、モータ制御回路１０Ａは、チョッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１４において、モータ制御回路１０Ａの回転速度比較手段１３は、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合には、直前のデューティ比変更後、所定時間を経過しているか否を判別する（ステップＳ２０）。モータ制御回路１０Ａは、それ以前にデューティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過している場合には、チョッパ制御のデューティ比を小さくして（ステップＳ２１）、ステップＳ１６に移行する。
【００６０】
また、ステップＳ２０において、直前に行なわれたデューティ比変更から所定時間を経過していないと判別した場合には、モータ制御回路１０Ａは、チョッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ１６に移行する。
なお、上述において、デューティ比変更後の所定時間については、デューティ比を変更しないようにしているが、これは、直流モータＭ２の回転速度が、デューティ比を変更しても直ちに追従せず、応答遅れがあることを考慮したものである。したがって、所定時間に代えて、チョッパ制御の所定周期、または回転信号パルスの所定カウント数を用いるようにしてもよい。
図１０に示すように、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）に一致している状態では、モータ制御回路１０Ａは、トランジスタＱ１が一定周期一定デューティでオン／オフを繰り返し、トランジスタＱ４が常時オンとなるように制御している。
【００６１】
モータ制御回路１０Ａは、回転速度Ｎ（現在）の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも遅いと判断すると、その相違に応じて、モータ駆動回路５Ａに対してチョッパ制御のデューティ比を大きく変更させるべくモータ制御信号を与える。具体的には、例えばトランジスタＱ１の周期的なオン／オフ動作における一周期中のオン期間の割合をオフ期間に対して相対的に大きくする。例えば、当初は、デューティ比５０％として制御を行なっていたとすれば、デューティ比を７５％に変更してチョッパ制御を行ない、再度回転速度計測を行なう。
そして、モータ制御回路１０Ａは、回転速度Ｎ（現在）の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも速いと判断すると、その相違に応じて、モータ駆動回路５Ａに対してチョッパ制御のデューティ比を小さく変更させるべくモータ制御信号を与える。
【００６２】
具体的には、例えばトランジスタＱ１の周期的なオン／オフ動作における一周期中のオン期間の割合をオフ期間に対して相対的に小さくする。例えば、デューティ比７５％として制御を行なっていた場合に、デューティ比を５０％に変更してチョッパ制御を行ない、再度回転速度計測を行なう。それでも、回転速度Ｎ（現在）の計測結果が目標速度Ｎ（目標）よりも速いと判断すると、モータ制御回路１０Ａは、その相違に応じて、モータ駆動回路５Ａに対してチョッパ制御のデューティ比をさらに小さく変更させるべくモータ制御信号を与える。具体的には、例えばトランジスタＱ１の周期的なオン／オフ動作における一周期中のオン期間のオフ期間に対する相対的な割合をさらに小さくする。例えば、デューティ比５０％として制御を行なっていた場合に、デューティ比を２５％に変更してチョッパ制御を行ない、再度回転速度計測を行なう。
【００６３】
ここで、チョッパ制御を行なっているときの回転検出用ブラシＢＤ２の出力電圧について説明する。通常の、つまり直流制御のときの、波形においてほとんど電圧を発生していない低電圧部分をＬ部、電圧が漸次増加する右肩上がりの電圧波形を発生している部分をＨ部とすると、Ｌ部についてはチョッパ制御区間であってもトランジスタＱ４が常にオンとなっているため電極用ブラシＢ２２は、ほぼ共通低電位（グラウンドレベル）であり、電極用ブラシＢ２２と４０°の角度をなす回転検出用ブラシＢＤ２は整流子によって電極用ブラシＢ２２にショート（短絡）されるからほぼ共通低電位である。Ｈ部については、例えば図１０のＡ部について考えてみると、トランジスタＱ１がオフとなっているため直流モータＭ２の電極（電極用ブラシＢ２１、Ｂ２２）には外部電圧は加わっていない。しかしながら、上述したように、直流モータＭ２が回転していると、回転子コイルに誘導起電力による電圧が発生しているため、Ｈ部にやはり電圧があらわれることになる（回転速度が遅くなると発生する電圧が小さくなるので検出は難しくなる）。
【００６４】
この実施の形態による直流モータの回転制御装置では、直流モータＭ２をチョッパ制御により制御し、計測した回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）未満となると、回転速度をあげるために、チョッパ制御のデューティ比を大きくして回転速度を上昇させる。また、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えた場合に、回転速度を目標速度Ｎ（目標）まで落とすために、チョッパ制御のデューティ比を小さくして回転速度を低下させる。
【００６５】
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を示している。図１２に示す直流モータの回転制御装置は、図８の直流モータの回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ駆動回路５Ａに代えてモータ駆動回路５Ｂが、モータ制御回路１０Ａに代えてモータ制御回路１０Ｂがそれぞれ設けられている。
すなわち、図１２に示す直流モータの回転制御装置の基本構成は、図８に示した第５の実施の形態に係る構成とほぼ同様である。図８の直流モータの回転制御装置との回路上の相違点は、モータ駆動回路５Ｂの内部構成であり、トランジスタＱ１〜Ｑ４で構成されるブリッジ回路の前段にデコーダＤＥＣ１を有することである。この場合のモータ駆動回路５Ｂの機能としては、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａからモータ制御信号として供給される各１ビットの入力信号ＩＮ１およびＩＮ２の２ビットの組合わせにより、図１３に真理値表を示すようにモータの時計方向回転、反時計方向回転、ブレーキ（シャント）および停止の４つの状態をとることができる。
【００６６】
このようなモータ駆動回路５Ｂは、制御信号が少なくて済むため直流モータの回転を制御する機器に広く利用することができる。この場合、モータ駆動回路５Ｂは、モータ制御信号ＩＮ１およびＩＮ２に応動するデコーダＤＥＣ１の出力ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３およびＯＵＴ４により、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４をオン／オフ動作させる。
また、モータ制御回路１０Ｂは、図８のモータ制御回路１０Ａとほぼ同様にマイクロコンピュータ等を用いて、パルス間隔計測手段１１および回転速度算出手段１２を有して構成され、モータ制御回路１０Ａにおける回転速度比較手段１３に代えて、若干異なる回転速度比較手段１３Ａを設けている。
回転速度比較手段１３Ａは、回転速度算出手段１２で算出された回転速度Ｎ（現在）を目標速度Ｎ（目標）と比較し、直流制御とチョッパ制御とを組み合わせて、目標速度Ｎ（目標）を得るべくモータ制御信号を生成するが、チョッパ制御期間中は、回転速度Ｎ（現在）と目標速度Ｎ（目標）との比較結果を無視するか、あるいはパルス間隔計測手段１１および回転速度算出手段１２による回転速度の検出結果を無視するかして、モータ駆動回路５Ｂに供給されるモータ制御信号に反映させない。
【００６７】
次に、図１２の直流モータの回転制御装置の動作について、図１４に示す要部のフローチャートおよび図１５に示す各部の波形図を参照して説明する。
モータ制御回路１０Ｂからのモータ制御信号により、モータ駆動回路５Ｂを介して、直流モータＭ２に直流電圧が印加され、直流モータＭ２が回転を始める。直流モータＭ２の回転速度は、時定数的に増加して定常回転となる。モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２の回転信号から回転速度Ｎ（現在）を算出し、回転速度Ｎ（現在）が予め設定された目標速度Ｎ（目標）よりも速くなった場合、速度を下げるために、その時点から一定期間、いわゆるチョッパ制御に切換えて、直流モータＭ２への通電のオン／オフを繰り返して、間欠的に給電することにより、直流モータＭ２の回転速度Ｎを目標の回転速度Ｎ（目標）とするように動作する。図１４は、このような動作の流れを示している。
【００６８】
直流モータＭ２が停止している状態において、モータ制御回路１０Ｂから比較基準電圧選択信号“Ｈ”が出力される（ステップＳ３１）。その比較基準電圧選択信号“Ｈ”の出力とほぼ同一のタイミングで、モータ制御回路１０Ｂからモータ制御信号ＩＮ１＝“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”が出力されると、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオンとなり、直流モータＭ２の両端、つまり電極用ブラシＢ２１と電極用ブラシＢ２２との間、にほぼ電源電圧Ｅｏに等しい電圧が印加され、直流モータＭ２が時計方向に回転を始める（ステップＳ３２）。したがって、モータの回転に応じて比較器９の出力には直流モータＭ２の回転信号パルスがあらわれる。
直流モータＭ２の回転速度は、当初はゆっくりであるが、そのまま駆動電圧を印加し続けると、回転速度が時定数的に増加し、直流モータＭ２の発生トルクと負荷トルクとが釣り合ったところで定常回転となる。
【００６９】
モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２の回転信号から回転速度Ｎ（現在）を算出し、回転速度Ｎ（現在）が予め設定された目標速度Ｎ（目標）より速くなった場合、直流モータＭ２への通電のオン／オフを繰り返して、間欠的に給電する、いわゆるチョッパ制御を行なうことにより、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
すなわち、モータ制御回路１０Ｂは、パルス間隔計測手段１１によって、比較器９の回転信号パルスからパルス間隔ＴMを計測し（ステップＳ３３）、このパルス間隔ＴMの計測結果に基づき、回転速度算出手段１２によって、その時点での回転速度Ｎ（現在）を算出する（ステップＳ３４）。
【００７０】
さらに、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度算出手段１２によって算出された最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５において、回転速度比較手段１３Ａは、最新の回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、回転を維持させるが、このとき、モータ停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ３６）、モータ停止信号が与えられれば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ３７）。これは、何らかの理由によりいつまでも目標速度に達せず、無限ループとなってしまうのを回避するためである。
ステップＳ３６において、モータ停止信号が与えられなければ、ステップＳ３３に戻り、上述と同様にパルス間隔ＴMの計測、回転速度の算出および目標速度との比較判別を繰り返す。
【００７１】
ステップＳ３５において、回転速度比較手段１３Ａは、最新の回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別すれば、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４を同時にオン／オフすることにより駆動電流をオン／オフ制御して駆動電流の供給を断続するチョッパ制御を開始する（ステップＳ３８）。
すなわち、以後は、直流モータＭ２の回転信号から回転速度を算出し、回転速度Ｎ（現在）が予め設定された目標速度Ｎ（目標）よりも速くなった場合には、デューティ比を小さくして減速させ、目標速度より遅くなった場合には、デューティ比を大きくして加速させることにより、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
【００７２】
モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御を開始すると、モータ停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ３９）、モータ停止信号が与えられれば、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ４０）。ステップＳ３９においてモータ停止信号を検出しなければ、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御開始後、所定時間を経過したか否を判別する（ステップＳ４１）。モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御開始後、所定時間を経過していなければ、ステップＳ３９に戻り、モータ停止信号を検出する。ステップＳ４１において、チョッパ制御開始後、所定時間を経過していると判別されれば、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御を停止し（ステップＳ４２）、回転速度比較手段１３Ａからモータ制御信号ＩＮ１＝“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”を出力して、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４をオンとして、直流モータＭ２を直流制御する。
【００７３】
次に、モータ制御回路１０Ｂは、パルス間隔計測手段１１によって、比較器９の回転信号パルスからパルス間隔ＴMを計測し（ステップＳ４３）、このパルス間隔ＴMの計測結果に基づき、回転速度算出手段１２によって、その時点での回転速度Ｎ（現在）を算出する（ステップＳ４４）。さらに、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度算出手段１２によって算出された最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ４５）。この目標速度Ｎ（目標）も、特定回転速度値でなく特定の回転速度の範囲であってもよい。回転速度Ｎ（現在）が、目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）未満であるか否かを判別する（ステップＳ４６）。回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を未満でなければ、回転速度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目標）に一致しているので、モータ制御回路１０Ｂは、そのまま、前回と同じデューティ比に設定して（ステップＳ４７）、ステップＳ３８に戻り、該デューティ比にてチョッパ制御を開始する。
【００７４】
ステップＳ４５において、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合には、チョッパ制御のデューティ比を前回よりも小さなデューティ比に設定して（ステップＳ４８）、ステップＳ３８に移行してチョッパ制御を開始する。また、ステップＳ４６において、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）未満であると判別した場合には、チョッパ制御のデューティ比を前回よりも大きなデューティ比に設定して（ステップＳ４９）、ステップＳ３８に移行してチョッパ制御を開始する。
なお、この場合も、デューティ比を設定してチョッパ制御を開始した後、所定時間についてはチョッパ制御を停止しないようにしているが、これは、直流モータＭ２の回転速度が、デューティ比を設定してチョッパ制御を開始しても直ちに追従せず、応答遅れがあることを考慮したものである。
【００７５】
次に、図１２の直流モータの回転制御装置の上述した動作について、図１５に示す各部の波形図を参照して説明する。図１５には、直流制御状態およびチョッパ制御状態の繰り返しについて、トランジスタＱ１のオン／オフ制御信号、トランジスタＱ４のオン／オフ制御信号、比較器９の非反転入力端の入力信号および比較器９の出力となる回転信号パルスの各信号電圧波形を示している。
モータ制御回路１０Ｂからモータ制御信号ＩＮ１＝“Ｈ”およびＩＮ２＝“Ｌ”が出力されると、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４がオンとなり、直流モータＭ２の両端、つまり電極用ブラシＢ２１と電極用ブラシＢ２２との間、にほぼ電源電圧Ｅｏに等しい電圧が印加され、直流モータＭ２が時計方向に回転を始める。それとほぼ同一のタイミングで、モータ制御回路１０Ｂから比較基準電圧選択信号“Ｈ”が出力され、当該直流モータＭ２の回転に応じて比較器９の出力には回転信号パルスがあらわれる。
【００７６】
直流モータＭ２の回転速度は、当初はゆっくりであるが、そのまま駆動電圧を印加し続けると、回転速度が時定数的に増加し、最終的には直流モータＭ２の発生トルクと負荷トルクとが釣り合ったところで定常回転となる。モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２の回転信号から回転速度を算出し、回転速度が予め設定された目標速度より速くなった場合、速度を下げるために、その時点から一定期間、いわゆるチョッパ制御に切換えて、直流モータＭ２への通電のオン／オフを繰り返して、間欠的に給電することにより、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
この実施の形態におけるチョッパ制御では、モータ駆動回路５ＢのトランジスタＱ１とトランジスタＱ４が共にオンの状態と、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４が共にオフの状態とが交互に繰り返される。
【００７７】
チョッパ制御期間中の回転検出用ブラシＢＤ２の出力は、図１５に示すようにトランジスタＱ１とトランジスタＱ４が共にオフとなる期間に電位が不安定になる（図１５における比較器９の非反転入力端の入力信号波形を破線で示す部分）。これは、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４が共にオフとなると、回転検出用ブラシＢＤ２が回路から全く切り離されるためである。したがって、比較器９の出力も不安定になり、パルス幅が変化したり、本来は、直流モータＭ２の回転信号が存在しないはずの部分にもパルスがあらわれることになる。
したがって、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａ等においては、チョッパ制御の期間中は回転速度検出を行なわず、所定時間後、直流制御に戻して回転速度検出を行ない、これを繰り返すことにより最終的に目標とする回転速度を達成するようにしている。なお、チョッパ制御開始後に、チョッパ制御を停止させ直流制御として回転速度検出を行なうまでの所定時間は、チョッパ制御による応答速度を考慮して決定すればよい。また、チョッパ制御を停止させ直流制御としておいて回転速度検出を行なう期間は、比較器９の回転信号パルスを少なくとも２個検出できれば良く、短い時間でよい。
【００７８】
本発明の第７の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置は、第６の実施の形態と同様に図１２に示す構成において、図１６のフローチャートに示すような制御を行なう。
この第７の実施の形態における直流モータの回転制御装置では、モータ制御装置は、チョッパ制御中、チョッパ制御を停止させて、直流モータＭ２の回転信号から回転速度Ｎ（現在）を算出し、その結果が予め設定された目標速度Ｎ（目標）よりも遅くなった場合、速度を上げるためにデューティ比を大きくして、その時点から一定時間ＴCHPチョッパ制御を行い、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）よりも速くなった場合、速度を下げるためにデューティ比を小さくして、その時点から一定時間ＴCHPチョッパ制御を行なう。
【００７９】
但し、この場合の一定時間ＴCHPとは、直前のパルス間隔計測手段の計測結果ＴMから求められる時間で、例えばＴCHP＝０．７ＴMである。そして、期間ＴCHPについては回転信号パルスの検出を行なわず、期間ＴCHP経過後のトランジスタＱ１とトランジスタＱ４が共にオンとなった直流制御の状態で検出を開始し、回転信号パルスの立ち上がりを検出するまでは、トランジスタＱ１とトランジスタＱ４が、共にオンの状態を保持する。一方、毎回のチョッパ制御の開始直前の回転信号パルスの立ち上がりを検出した時点から基準クロックのカウントを始めておき、チョッパ制御後の次の直流制御の状態でパルスの立ち上がりを検出したら、パルス間隔の計測結果ＴMを算出し、再度所定時間ＴCHP（＝０．７ＴM）だけチョッパ制御を行ない（このとき必要であればデューティを変更する）、以後これを繰り返す。
【００８０】
すなわち、第７の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の動作について、図１６に示す要部のフローチャートおよび図１７に示す各部の波形図を参照して説明する。図１７には、直流制御状態およびチョッパ制御状態の繰り返しについて、トランジスタＱ１のオン／オフ制御信号、トランジスタＱ４のオン／オフ制御信号、比較器９の非反転入力端の入力信号および比較器９の出力となる回転信号パルスの各信号電圧波形を示している。図１７のトランジスタＱ１のオン／オフ制御信号波形およびトランジスタＱ４のオン／オフ制御信号波形においては、チョッパ制御の周波数を充分に高くした場合を示しており、チョッパ制御を停止した直流制御期間がパルス状に示されている。
直流モータＭ２が回転している状態において、直流モータＭ２の回転に応じて比較器９の出力には直流モータＭ２の回転信号パルスがあらわれる。但し破線で示した部分（ＴCHPの期間に相当）は擬似パルスが現れるため回転信号パルスの検出は行わない。
【００８１】
この実施の形態では、モータ制御回路１０Ｂは、所定時間ずつチョッパ制御を行ない、チョッパ制御のデューティ比を変更することにより、直流モータＭ２の回転速度を制御している。すなわち、所定時間ＴCHP（例えば０．７ＴM）だけチョッパ制御を行なう毎に、直流モータＭ２の回転信号から回転速度を算出し、回転速度が予め設定された目標速度より速くなった場合には、減速させるべくデューティ比（オンデューティ〜一周期におけるオン時間の割合）を小さくして、所定時間ＴCHP（例えば０．７ＴM）だけチョッパ制御を行ない、目標速度より遅くなった場合には、加速させるべくデューティ比を大きくして、所定時間ＴCHP（例えば０．７ＴM）だけチョッパ制御を行なうことにより、直流モータＭ２の回転速度を目標の回転速度とするように動作する。
【００８２】
すなわち、モータ制御回路１０Ｂは、パルス間隔計測手段１１によって、比較器９の回転信号パルスからパルス間隔ＴMを計測し（ステップＳ５１）、このパルス間隔ＴMの計測結果に基づき所定時間ＴCHP（＝０．７ＴM）を求め（ステップＳ５２）、さらにパルス間隔ＴMの計測結果に基づき、回転速度算出手段１２によって、その時点での回転速度Ｎ（現在）を算出する（ステップＳ５３）。次に、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度算出手段１２によって算出された最新の回転速度Ｎ（現在）を、目標速度Ｎ（目標）と比較し、該目標速度Ｎ（目標）未満であるか否かを判別する（ステップＳ５４）。なお、目標速度Ｎ（目標）は、特定回転速度値でなく特定の回転速度の範囲である場合もある。回転速度Ｎ（現在）が、目標速度Ｎ（目標）未満でなければ、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を超えているか否かを判別する（ステップＳ５５）。回転速度Ｎ（現在）が該目標速度Ｎ（目標）を超えていなければ、回転速度Ｎ（現在）は目標速度Ｎ（目標）に等しいので、モータ制御回路１０Ｂは、そのままのデューティ比でチョッパ制御を継続する（ステップＳ５６）。
【００８３】
そして、モータ制御回路１０Ｂは、モータ停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ５７）、モータ停止信号が与えられていなければ、所定時間ＴCHP経過したか否かが判別され（ステップＳ５８）、所定時間ＴCHPを経過していなければ、ステップＳ５７に戻る。ステップＳ５８において、所定時間ＴCHPを経過したと判定されれば、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御を停止させる（ステップＳ５９）。さらに、モータ制御回路１０Ｂは、モータ停止信号が与えられたか否かを判別し（ステップＳ６０）、モータ停止信号が与えられていなければ、ステップＳ５１に戻る。ステップＳ５７およびステップＳ６０において、モータ停止信号が与えられていると判別された場合、モータ制御回路１０Ｂは、直流モータＭ２を停止させる（ステップＳ６１）。
【００８４】
ステップＳ５４において、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）未満であると判別した場合には、直前のデューティ比変更後、所定パルス数の回転信号パルスをカウントしたか否かを判別する（ステップＳ６２）。モータ制御回路１０Ｂは、それ以前にデューティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に行なわれたデューティ比変更以後、所定パルス数をカウントしている場合には、チョッパ制御のデューティ比（オンデューティ）を大きくして（ステップＳ６３）、ステップＳ５７に移行する。
また、ステップＳ６２において、直前に行なわれたデューティ比変更から所定パルス数をカウントしていないと判別した場合には、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ５７に移行する。
【００８５】
ステップＳ５５において、モータ制御回路１０Ｂの回転速度比較手段１３Ａは、回転速度Ｎ（現在）が目標速度Ｎ（目標）を超えていると判別した場合には、直前のデューティ比変更後、所定パルス数をカウントしたか否を判別する（ステップＳ６４）。モータ制御回路１０Ｂは、それ以前にデューティ比変更が全く行なわれていない場合および直前に行なわれたデューティ比変更以後所定パルス数をカウントしている場合には、チョッパ制御のデューティ比を小さくして（ステップＳ６５）、ステップＳ５７に移行する。また、ステップＳ６４において、直前に行なわれたデューティ比変更から所定パルス数をカウントしていないと判別した場合には、モータ制御回路１０Ｂは、チョッパ制御のデューティ比を変更せず直ちにステップＳ５７に移行する。
【００８６】
なお、上述において、デューティ比変更後に所定パルス数の回転信号パルスをカウントするまでの期間についてはデューティ比を変更しないようにしているが、これは、直流モータＭ２の回転速度が、デューティ比を変更しても直ちに追従せず、応答遅れがあることを考慮したものである。
上述のように、チョッパ制御時に、回転検出用ブラシＢＤ２が実質的に回路から切り離されるようなモータ制御回路１０Ｂを使用したときにもモータの回転速度を目標の速度に制御することができる。
図２９は、本発明の第８の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を示している。図２９に示す直流モータの回転制御装置は、図８の直流モータの回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ制御回路１０に代えてモータ制御回路１５が設けられている。
【００８７】
モータ制御回路１５は、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、比較基準電圧選択信号を生成し、比較基準電圧選択手段（図２９には図示せず〜図６参照）に供給する。さらに、モータ制御回路１５は、パルス計数手段１５１、累積回転数算出手段１５２および残存回転数算出手段１５３を有し、モータ制御信号を生成して、モータ駆動回路５Ａに供給する。
パルス計数手段１５１は、比較器９の出力パルスのパルス数を計数し、累積回転数算出手段１５２に与える。累積回転数算出手段１５２は、パルス計数手段１５１から与えられるパルス数に基づいて回転子、つまりモータの累積回転数を求める。残存回転数算出手段１５３は、累積回転数算出手段１５２により求められる累積回転数と目標とする累積回転数とに基づいて、目標とする累積回転数に達するまでの残存回転数を求め、該残存回転数に対応するモータ制御信号をモータ駆動回路５Ａに供給する。
【００８８】
すなわち、モータ制御回路１５は、直流モータＭ２の回転開始から回転数をカウントし、その累積回転数が所定の値に達したら回転を停止させる。具体的には、直流モータＭ２を、まず、直流で駆動し、回転開始からの累積回転数が第１の所定値Ｃ１になったら、直流モータＭ２の駆動をチョッパ制御に切り換え、さらにこのチョッパ制御への切り換え後の累積回転数が第２の所定値Ｃ２になったら直流モータＭ２を停止させる。つまり、直流モータＭ２の回転開始からの累積回転数がＣ１＋Ｃ２になったら、該直流モータＭ２を停止させるが、この直流モータＭ２の停止位置精度を向上させるために、直流モータＭ２を停止させる直前の回転数Ｃ２に相当する区間は、チョッパ制御を行なって、直流モータＭ２の回転速度を遅くなるように制御している。
【００８９】
次に、このような図２９の直流モータの回転制御装置の動作について、図３０に示すフローチャートおよび図３１に示すタイミングチャートを参照して説明する。この場合、理解を容易にするため、モータの回転数の代わりにモータの回転数に対応するパルス数Ｃを用いて、累積回転数は、累積パルス数、残存回転数は残存パルス数として説明する。ここでは、直流モータＭ２として、３極モータを例にとって説明しているので、回転数Ｎとパルス数Ｃとの間には、Ｎ＝３Ｃなる関係がある。すなわち、モータ制御回路１５において取り扱うデータとして、比較器９の出力パルスは、回転子の１回転あたり３パルスのパルス数Ｃであるとする。もちろん、比較器９の出力パルスは、回転子の１回転あたり１パルスまたは３パルス以外の複数パルスであってもよい。１回転あたり複数パルスの場合、１回転あたり１パルスに変換して累積回転数および残存回転数を処理してもよく、１回転あたり複数パルスのままパルス数で累積パルス数および残存パルス数として処理してもよい。
【００９０】
直流モータＭ２が停止している状態において（ステップＳ１０１）、モータ制御回路１５は、モータスタート信号が与えられたか否かをチェックする（ステップＳ１０２）。モータスタート信号を検出したら、目標とする第１の累積パルス数Ｃ１をパルス数Ｃにセットし、これを残存パルス数Ｒの初期値としてパルス数計数手段１５１を構成するカウンタにセットして（ステップＳ１０３）、比較基準電圧選択信号をＨレベル出力とし（ステップＳ１０４）、トランジスタＱ１およびＱ４をオンとして直流駆動するためのモータ駆動信号を出力する（ステップＳ１０５）。そして、比較器９の出力パルスであるモータの回転信号パルスを検出し（ステップＳ１０６）、パルス数をＲ＝Ｃ１−１として減算カウントする（ステップ１０７）。なお、パルスの検出方法としては、パルスの立ち上がりエッジを検出する方法、パルスの立ち下がりエッジを検出する方法、およびそれらの両方を検出する方法等の種々の方法があるが、この実施の形態では、立ち上がりエッジを検出するものとして説明する。ステップＳ１０６において、回転パルスが検出されると、ステップＳ１０７において、カウンタのカウント値Ｒを“１”減じ、その結果、カウント値Ｒが“０”となったか否かを判断する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において、カウント値Ｒが“０”でなければステップＳ１０６に戻って、次の回転パルスを検出する。
【００９１】
ステップＳ１０６において、回転パルスが検出されない場合には、ステップＳ１１６へ移行し、モータ停止信号が与えられているか否かを検出する。ステップＳ１１６において、モータ停止信号が与えられていなければステップＳ１０６に戻り回転パルスの検出を継続する。ステップＳ１１６において、もしもモータ停止信号が与えられている場合には、ステップＳ１１４に移行し、トランジスタＱ１およびＱ４をオフとして（ステップＳ１１４）、そのモータＭ２を停止させる（ステップＳ１１５）。
【００９２】
ステップＳ１０８において、残存パルス数Ｒ＝０である場合、すなわち当該モータＭ２の回転開始からＣ１個のパルスを、カウントし終えた場合には、次の目標累積パルス数である第２の累積パルス数Ｃ２を、残存パルス数Ｒとしてカウンタにセットし（ステップＳ１０９）、それまでのモータの駆動方法を直流制御からチョッパ制御に切り換える（ステップＳ１１０）。この場合のチョッパ制御は、図８の場合と同様に、トランジスタＱ４を常時オンとして、トランジスタＱ１を予め設定されたデューティでオン／オフさせる。
また、ステップＳ１１１〜Ｓ１１３は、ステップＳ１０６〜１０８と、ステップＳ１１７は、ステップＳ１１６と、それぞれほとんど同様の動作である。したがって、最終的にステップＳ１１３において残存パルス数Ｒ＝０となり、チョッパ制御開始からＣ２個のパルスをカウントし終えた時点で、ステップＳ１１４においてモータをオフとし、ステップＳ１１５において、モータを停止させる。
【００９３】
図３２は、本発明の第９の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を示している。図３２に示す直流モータの回転制御装置は、図８の直流モータの回転制御装置とほぼ同様に構成され、モータ制御回路１０に代えてモータ制御回路１０とモータ制御回路１５を組み合わせたモータ制御回路１５Ａが設けられている。
すなわち、モータ制御回路１５Ａは、マイクロコンピュータ等を用いて構成され、比較基準電圧選択信号を生成し、比較基準電圧選択手段に供給し、さらに、モータ制御信号を生成して、モータ駆動回路５Ａに供給する。モータ制御回路１５Ａは、回転速度検出および制御に必要な、図８と同様のパルス間隔計測手段１１、回転速度算出手段１２および回転速度比較手段１３、並びに累積回転数算出および制御に必要な、図２９と同様のパルス計数手段１５１、累積回転数算出手段１５２および残存回転数算出手段１５３を有している。
【００９４】
すなわち、モータ制御回路１５Ａは、直流モータＭ２の回転開始から回転数をカウントし、その累積回転数が所定の値に達したら回転を停止させ、この回転の停止制御にチョッパ制御を用いる。具体的には、直流モータＭ２を、まず、直流で駆動し、回転開始からの累積回転数が第１の所定値Ｃ１になったら、直流モータＭ２の駆動をチョッパ制御に切り換え、さらにこのチョッパ制御への切り換え後は、直流モータＭ２の回転速度検出を行ない、この回転速度に応じた回転速度制御を行なって回転速度を逐次低下させて累積回転数が第２の所定値Ｃ１になったら直流モータＭ２を停止させる。
【００９５】
次に、このような図３２の直流モータの回転制御装置の動作について、図３３に示すフローチャートおよび図３４に示すタイミングチャートを参照して説明する。この場合にも、モータの回転数の代わりにモータの回転数に対応するパルス数Ｃを用いて、累積回転数は累積パルス数、残存回転数は残存パルス数として説明する。ここでは、直流モータＭ２として、３極モータを例にとって説明しているので、モータ制御回路１５Ａにおいて取り扱うデータとして、比較器９の出力パルスは、回転子の１回転あたり３パルスのパルス数Ｃであるとする。また、パルスの検出方法としては、立ち上がりエッジを検出するものとし、チョッパ制御は、トランジスタＱ４を常時オンとして、トランジスタＱ１を予め設定されたデューティでオン／オフさせるものとして説明する。
【００９６】
直流モータＭ２が停止している状態において（ステップＳ１２１）、モータ制御回路１５Ａは、モータスタート信号が与えられたか否かをチェックする（ステップＳ１２２）。モータスタート信号を検出したら、目標とする第１の累積パルス数Ｃ１をパルス数Ｃにセットし、これを残存パルス数Ｒの初期値としてパルス計数手段１５１を構成するカウンタにセットして（ステップＳ１２３）、比較基準電圧選択信号をＨレベル出力とし（ステップＳ１２４）、トランジスタＱ１およびＱ４をオンとして直流駆動するためのモータ駆動信号を出力する（ステップＳ１２５）。そして、比較器９の出力パルスであるモータの回転信号パルスを検出し（ステップＳ１２６）、パルス数をＲ＝Ｃ１−１として減算カウントする（ステップ１２７）。ステップＳ１２６において、回転パルスが検出されると、ステップＳ１２７において、カウンタのカウント値Ｒを“１”減じ、その結果、カウント値Ｒが“０”となったか否かを判断する（ステップＳ１２８）。ステップＳ１２８において、カウント値Ｒが“０”でなければステップＳ１２６に戻って、次の回転パルスを検出する。
【００９７】
ステップＳ１２６において、回転パルスが検出されない場合には、ステップＳ１４１へ移行し、モータ停止信号が与えられているか否かを検出する。ステップＳ１４１において、モータ停止信号が与えられていなければステップＳ１２６に戻り回転パルスの検出を継続する。ステップＳ１４１において、もしもモータ停止信号が与えられている場合には、ステップＳ１４３に移行し、トランジスタＱ１およびＱ４をオフとして（ステップＳ１４３）、そのモータＭ２を停止させる（ステップＳ１４４）。
ステップＳ１２８において、残存パルス数Ｒ＝０である場合、すなわち当該モータＭ２の回転開始からＣ１個のパルスを、カウントし終えた場合には、次の目標累積パルス数である第２の累積パルス数Ｃ２を、残存パルス数Ｒとしてカウンタにセットし（ステップＳ１２９）、それまでのモータの駆動方法を直流制御からチョッパ制御に切り換える（ステップＳ１３０）。
【００９８】
ステップＳ１３０においてチョッパ制御を開始した後、回転パルスが検出されると（ステップＳ１３１）、カウンタのカウント値Ｒを“１”減じて（ステップＳ１３２）、その結果、カウント値Ｒが“０”となったか否かを判断する（ステップＳ１３３）。ステップＳ１３３において、カウント値Ｒが“０”でなければ、デューティ比変更後所定パルス数カウントしたか否かの判断を行ない（ステップＳ１３４）、未だ、所定パルス数カウントしていないときは、ステップＳ１３１に戻って、次の回転パルスを検出する。
ステップＳ１３１において、回転パルスが検出されない場合には、ステップＳ１４２へ移行し、モータ停止信号が与えられているか否かを検出する。ステップＳ１４２において、モータ停止信号が与えられていなければステップＳ１３１に戻り回転パルスの検出を継続する。ステップＳ１４２において、もしもモータ停止信号が与えられている場合には、ステップＳ１４３に移行し、トランジスタＱ１およびＱ４をオフとして、ステップＳ１４４においてそのモータＭ２を停止させる。
【００９９】
ステップＳ１３４において、所定パルス数カウントし終えている場合には、パルス間隔ＴMに基づいて回転速度Ｖを算出する（ステップＳ１３５）。パルス間隔ＴMは、前回のパルスの立ち上がりから、今回のパルスの立ち上がりまでの期間である。次に、現在の回転速度Ｖ（現在）を目標とする回転速度Ｖ（目標）と比較し（ステップＳ１３６）、回転速度Ｖ（現在）が回転速度Ｖ（目標）よりも遅いときは、回転速度を上げるべくチョッパのデューティ比を大きくして（ステップＳ１３９）、ステップＳ１３１に戻り、次のパルス検出を行なう。ステップＳ１３６において、回転速度Ｖ（現在）が回転速度Ｖ（目標）よりも遅くないときは、回転速度Ｖ（現在）を回転速度Ｖ（目標）とさらに比較し（ステップＳ１３７）、回転速度Ｖ（現在）が回転速度Ｖ（目標）よりも速いときは、回転速度を下げるべくチョッパのデューティ比を小さくして（ステップＳ１４０）、ステップＳ１３１に戻り、次のパルス検出を行なう。ステップＳ１３７で、回転速度Ｖ（現在）が回転速度Ｖ（目標）よりも速くないときは、そのままのデューティ比でチョッパ制御を継続し（ステップＳ１３８）、ステップＳ１３１に戻って、次のパルス検出を行なう。
【０１００】
なお、ステップＳ１３４において、デューティ比の変更後所定パルス数カウントし終えているか否かを判別しているのは、デューティ比の変更後実際にモータの回転速度が、そのデューティ比での定常回転速度に達するまでにタイムラグがあるためであり、直流制御からチョッパ制御に切り換えたときも同様である。
最終的にステップＳ１３３において残存パルス数Ｒ＝０となり、チョッパ制御開始からＣ２個のパルスをカウントし終えた時点で、ステップＳ１４３においてモータをオフとし、ステップＳ１４４において、モータを停止させる。
【０１０１】
これら第８および第９の実施の形態においては、モータの回転開始時は直流駆動とし、モータ停止の少し手前でチョッパ制御に切り換えるようにしているが、回転開始時からチョッパ制御を行なうことも可能である。また、累積回転数制御のための回転パルスのカウントをモータの回転開始と同時に開始するものとしているが、モータの回転開始後発生される何らかの信号を基準としてカウント開始を行なうようにしてもよい。さらに、これらの実施の形態は、図８に示した構成に適用しているが、同様の構成を図１２の構成に適用するようにしてもよい。その場合のチョッパ制御の方法は図１６および図１７に示したものに準ずる。
次に、上述した本発明の第１〜第９の実施の形態による直流モータの回転検出装置および回転制御装置において、回転検出に用いている回転検出用ブラシについて、詳細に検討する。
【０１０２】
図１８は、本発明に係る回転検出用ブラシＢＤ３を、一対の電極用ブラシＢ３１およびＢ３２のうちの一方、すなわち電極用ブラシＢ３２に対し６０°の角度位置に配置した例である。この場合、整流子ＣＭ３に対する接触位置について、回転検出用ブラシの接触位置との角度差が小さい方の電極用ブラシをＢ３２とし、接触位置の角度差が大きい方の電極用ブラシをＢ３１とする。図１８の（ａ）〜（ｅ）は、図１８（ａ）を基準として、整流子ＣＭ３が時計方向に順次３０°ずつ回転した状態をそれぞれ示したものである。
図１９は、図１８（ａ）〜（ｅ）のように整流子ＣＭ３つまり回転子が回転したときの回転検出用ブラシＢＤ３の出力Ｖの予測される電圧波形である。
図１９の波形は、図２４に示すモータの駆動電圧のリップルから回転数を検出する場合の波形と比較してわかるように、６０°毎に出力が大きく変化している。
【０１０３】
同様に図２０は、本発明に係る回転検出用ブラシＢＤ３′を、一対の電極用ブラシＢ３１およびＢ３２のうちの一方、すなわち電極用ブラシＢ３２に対し４０°の角度位置に配置した例である。図２０の（ａ）〜（ｇ）は、図２０（ａ）を基準として、整流子ＣＭ３が時計方向に順次２０°ずつ回転した状態をそれぞれ示したものである。
図２１は、図２０（ａ）〜（ｇ）のように整流子ＣＭ３が回転したときの回転検出用ブラシＢＤ３′の出力Ｖの予測される電圧波形である。これら図１９および図２１のような波形であれば、ローパスフィルタを通すことにより、出力Ｖからリップルを含めた高周波成分を除去した波形をもとに回転数に係る情報を検出することができることがわかる。
【０１０４】
その他、本発明は、上述し且つ図面に示す実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。
例えば、図６、図８、図１２に示される実施の形態において、基準電圧生成手段は、直流モータの回転子のそれぞれ異なる回転方向に対応する２種類の比較基準電圧を生成するように構成してあるが、上記回転子の回転方向に基づくほか直流モータに加わる電圧に基づいて、さらに異なる比較基準電圧を生成するように構成してもよい。このように構成する場合、比較基準電圧生成手段においては、例えばポテンショメータを必要数増やし、比較基準電圧選択手段においてはアナログスイッチを必要数増やし、モータ制御回路においては、複数のアナログスイッチのうち、対応するアナログスイッチのみを選択する比較基準電圧選択信号を複数出力するようにし、直流モータの駆動方向および／または直流モータに加わる電圧に応じた比較基準電圧が比較器の入力端（例えば、非反転入力端）に供給するようにして、この比較器の出力に応動してモータ駆動回路を制御する。
このように構成すれば、直流モータの回転方向および／または直流モータに加わる電圧の変動にかかわらず、回転速度の誤検出を起す虞れがなく、ブラシ式直流モータの効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行うことが可能となる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、簡単で且つスペースを占有しない構成により、ブラシ式直流モータの回転速度の誤検出を防止して的確に検出し、効果的な回転制御を可能とする直流モータの回転制御装置およびそのような直流モータの回転制御装置を備えた電気機器並びにカメラを提供することができる。
【０１０７】
すなわち、本発明の請求項１の直流モータの回転制御装置によれば、回転子コイルに接続され且つ該回転子コイルと共に回転子に設けられた整流子に摺接し、直流駆動電圧を該整流子により切り換えて前記回転子コイルに供給する複数の電極用ブラシを、固定子と一体的に設けた直流モータの前記回転子の回転動作を制御する回転制御装置おいて、
前記電極用ブラシとは別途に設けられ、前記回転子の回転を検出するための回転検出用ブラシと、
前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、
前記直流モータを制御するモータ制御回路とを有し、
前記直流モータの回転中に前記モータ制御回路が、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに前記直流駆動電圧を供給する直流制御と、
前記モータ駆動回路が前記電極用ブラシに間欠的に前記直流駆動電圧を供給するチョッパ制御とを切り換え、
前記直流制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出し、
前記チョッパ制御中は前記回転検出用ブラシが前記回転子の回転を検出しないように構成したので、チョッパ制御における回転速度検出の誤検出が排除され、効果的な回転制御が可能となる。
【０１０８】
本発明の請求項２の直流モータの回転制御装置によれば、前記直流モータの回転中に、前記モータ制御回路が前記直流制御と前記チョッパ制御を交互に切り換えるように構成したので、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に、制御方法を変えて、的確な回転速度検出を行ない、効果的な回転制御を行なうことが可能となる。
本発明の請求項３の直流モータの回転制御装置によれば、前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、前記モータ制御回路が前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換えるように構成したので、特に、回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付け、的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御が可能となる。
本発明の請求項４の直流モータの回転制御装置によれば、前記直流制御中において、前記回転検出用ブラシの検出信号を用いて算出された回転速度が予め設定された目標速度よりも大きくなった時に、
前記モータ制御回路が、前記直流制御から前記チョッパ制御に切り換え、
所定時間後に前記チョッパ制御から前記直流制御に切り換えるように構成したので、特に、回転速度が予め設定された目標速度を外れた場合に制御方法を変えて迅速に目標速度に近付けることで的確な回転速度検出に基づく効果的な回転制御を行うことが可能となる。
【０１０９】
本発明の請求項５の直流モータの回転制御装置によれば、前記モータ制御回路が、
比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記比較基準電圧とを比較する比較器と、を有し、
前記直流制御中は前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御するように構成したので、特に、スペースをとらない簡単且つ安価な構成で、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を行なうことが可能となる。
本発明の請求項６の直流モータの回転制御装置によれば、前記基準電圧生成手段が、前記複数の電極用ブラシの各々に供給される前記直流駆動電圧に応じて比較基準電圧を生成するように構成したので、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とすると共に、モータの駆動電圧変動にも対応して効果的な回転検出を行い、効果的な回転制御が可能となる。
【０１１０】
本発明の請求項７の直流モータの回転制御装置によれば、前記モータ制御回路が、
前記回転子のそれぞれ異なる回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する複数の比較基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、
前記回転検出用ブラシにより検出される電圧と前記基準電圧生成手段により生成される前記複数の比較基準電圧のうちの一つとを比較する比較器と、
前記基準電圧生成手段により生成される複数の比較基準電圧のうちの所望の回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧に対応する比較基準電圧を前記比較器に供給し、且つ前記回転方向および／または前記直流モータに加わる電圧並びに前記比較器の出力に応動して前記モータ駆動回路を制御するモータ制御回路と
を具備する構成としたので、特に、回転速度検出の誤検出を防止して効果的な回転制御を可能とすると共に、モータの回転方向および／またはモータの駆動電圧変動にも対応して効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行なうことが可能となる。
本発明の請求項８の直流モータの回転制御装置によれば、前記モータ制御回路は、
前記比較器の出力パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測手段と、
前記パルス間隔計測手段で計測されたパルス間隔に基づいて前記回転子の回転速度を求める回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段で検出された回転速度を目標とするモータ回転速度と比較する回転速度比較手段と、
前記回転速度比較手段の比較結果に基づくチョッパ制御により前記モータ駆動回路の駆動出力を制御して前記目標とするモータ回転速度とするチョッパ制御手段と
を含む構成としたので、チョッパ制御においても回転速度検出の誤検出をしないようにして、効果的な回転制御を行うことができる。
【０１１１】
本発明の請求項９の直流モータの回転制御装置によれば、前記モータ制御回路が、
前記チョッパ制御手段によるチョッパ制御時に、前記パルス間隔計測手段に基づく回転速度検出を無効とする速度検出抑止手段をさらに含む構成としたので、特に、チョッパ制御時の回転速度検出の誤検出が排除され、効果的な回転制御が可能となる。
本発明の請求項１０のカメラによれば、請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備えることにより、特にスペースを占有しない簡単且つ安価な構成で、カメラのブラシ式直流モータの回転速度検出時の誤検出を防止して、適切な回転制御を行なうことができる。
本発明の請求項１１の電気機器によれば、請求項１〜９のいずれか１項に記載の直流モータの回転制御装置を備えることにより、スペースを占有しない簡単な構成で、電気機器におけるブラシ式直流モータの回転速度検出時の誤検出を防止し効果的な回転検出に基づく適切な回転制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】図２の直流モータの回転検出装置の動作を説明するための各部波形図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る直流モータの回転検出装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】図４の直流モータの回転検出装置の動作を説明するための各部波形図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】図６の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための各部波形図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】図８の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための要部のフローチャートである。
【図１０】図８の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための各部波形図である。
【図１１】図８の直流モータの回転制御装置の動作に係るパルス間隔の計測を説明するための各部波形図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１３】図１２の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための真理値表を示す図である。
【図１４】図１２の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための要部のフローチャートである。
【図１５】図１２の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための各部波形図である。
【図１６】本発明の第７の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置のの動作を説明するための要部のフローチャートである。
【図１７】図１６の動作を説明するための各部波形図である。
【図１８】本発明に係る直流モータの回転検出装置の動作を説明するための回転検出用ブラシをある位置に設定したときの整流子と各ブラシとの位置関係の変化を説明するための模式図である。
【図１９】図１８の直流モータの回転検出装置の動作を説明するための回転検出用ブラシの出力信号の波形図である。
【図２０】本発明に係る直流モータの回転検出装置の動作を説明するための回転検出用ブラシを他の位置に設定したときの整流子と各ブラシとの位置関係の変化を説明するための模式図である。
【図２１】図２０の直流モータの回転検出装置の動作を説明するための回転検出用ブラシの出力信号の波形図である。
【図２２】一般的な３極直流モータの原理構成を説明するための模式図である。
【図２３】従来の３極直流モータにおける回転検出手法を説明するための模式図である。
【図２４】図２３の３極直流モータにおける回転検出手法における信号波形を説明するための模式図である。
【図２５】従来の回転検出用ブラシを用いた直流モータにおける回転制御装置の一例の構成を説明するための模式図である。
【図２６】図２５の回転制御装置における各部信号波形を説明するための模式図である。
【図２７】図１の実施の形態に係る直流モータの構成を一部を縦断面として模式的に示す正面一部縦断面図である。
【図２８】図２７の直流モータの回転軸先端側からみた状態を模式的に示す左側面図である。
【図２９】本発明の第８の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３０】図２９の直流モータの回転制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３１】図２９の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための各部波形を示すタイミングチャートである。
【図３２】本発明の第９の実施の形態に係る直流モータの回転制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３３】図３２の直流モータの回転制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３４】図３２の直流モータの回転制御装置の動作を説明するための各部波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ  ノイズ除去回路
２，２Ａ，２Ｂ  比較基準電圧生成手段
３，９  比較器
５，５Ａ，５Ｂ  モータ駆動回路
６  ノイズ除去回路
７  比較基準電圧生成手段
８  比較基準電圧選択手段
１０，１０Ａ，１０Ｂ、１５、１５Ａ  モータ制御回路
１１  パルス間隔計測手段
１２  回転速度算出手段
１３，１３Ａ  回転速度比較手段
１１１  回転子（ロータ）
１１２  整流子
１１３  回転軸
１１４  支持ベース
１１５，１１６  電極用ブラシ
１１７，１１８  回転検出用ブラシ
１１９，１２０  外部端子
１５１  パルス計数手段
１５２  累積回転数算出手段
１５３  残存回転数算出手段
ＳＷ１  スイッチ
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３  駆動電源
Ｍ１，Ｍ２  直流モータ
Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ２１，Ｂ２２，Ｂ３１，Ｂ３２  電極用ブラシ
ＢＤ１，ＢＤ２，ＢＤ３，ＢＤ３′  回転検出用ブラシ
ＣＭ３  整流子
ＺＤ１  定電圧ダイオード（ツェナーダイオード）
Ｒ１  抵抗
Ｃ１  コンデンサ
ＶＲ１，ＶＲ２，ＶＲ２１，ＶＲ２２  ポテンショメータ
ＩＮＶ  インバータ
ＡＳＷ１，ＡＳＷ２  アナログスイッチ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４  トランジスタ
ＤＡ１，ＤＡ２，ＤＡ３，ＤＡ４  ドライバ
ＤＥＣ１  デコーダ
【図１】
0003980266.tif 000002
【図２】
0003980266.tif 000003
【図３】
0003980266.tif 000004
【図４】
0003980266.tif 000005
【図５】
0003980266.tif 000006
【図６】
0003980266.tif 000007
【図７】
0003980266.tif 000008
【図８】
0003980266.tif 000009
【図９】
0003980266.tif 000010
【図１０】
0003980266.tif 000011
【図１１】
0003980266.tif 000012
【図１２】
0003980266.tif 000013
【図１３】
0003980266.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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