JP2000134872A - 直流モータ駆動システム - Google Patents
直流モータ駆動システムInfo
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- JP2000134872A JP2000134872A JP10303959A JP30395998A JP2000134872A JP 2000134872 A JP2000134872 A JP 2000134872A JP 10303959 A JP10303959 A JP 10303959A JP 30395998 A JP30395998 A JP 30395998A JP 2000134872 A JP2000134872 A JP 2000134872A
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Landscapes
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気ノイズの発生を抑制し、バリスタやEM
Iフィルタ等による保護対策を不要として、低コスト化
を促進する。ブラシでの発熱を抑制し、モータの耐久性
と信頼性を向上する。 【解決手段】 フォトセンサからの回転信号Saに基づ
き、この回転信号Saの立ち上がりよりtt 秒遅れてt
S 秒間、ブラシへの給電を停止する。これにより、コミ
ュテータの電極2B間のスリット幅Waの全てがブラシ
面に対向する時間範囲の全てにおいて、ブラシ3への給
電を停止する。すなわち、ブラシ面が隣接する電極2B
間にまたがっている間は、ブラシへの給電を停止する。
ブラシ面が隣接する電極2B間にまたがっている間、ブ
ラシへの給電を抑制するようにしてもよい。
Iフィルタ等による保護対策を不要として、低コスト化
を促進する。ブラシでの発熱を抑制し、モータの耐久性
と信頼性を向上する。 【解決手段】 フォトセンサからの回転信号Saに基づ
き、この回転信号Saの立ち上がりよりtt 秒遅れてt
S 秒間、ブラシへの給電を停止する。これにより、コミ
ュテータの電極2B間のスリット幅Waの全てがブラシ
面に対向する時間範囲の全てにおいて、ブラシ3への給
電を停止する。すなわち、ブラシ面が隣接する電極2B
間にまたがっている間は、ブラシへの給電を停止する。
ブラシ面が隣接する電極2B間にまたがっている間、ブ
ラシへの給電を抑制するようにしてもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシ付きの直
流モータを駆動する直流モータ駆動システムに関するも
のである。
流モータを駆動する直流モータ駆動システムに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ブラシ付きの直流モータは、コ
ミュテータ(整流子)を備えている。コミュテータは回
転軸(ロータシャフト)の周方向にスリットを介して分
割して設けられた複数の電極(整流子片)から構成され
ている。この直流モータでは、ブラシからコミュテータ
を介して、ロータに巻装されたコイルへの給電を行うこ
とによって、ロータが回転する。この場合、コミュテー
タとブラシとの間では、連続的にスイッチのような形で
の開閉が行われ、電気ノイズが発生する。
ミュテータ(整流子)を備えている。コミュテータは回
転軸(ロータシャフト)の周方向にスリットを介して分
割して設けられた複数の電極(整流子片)から構成され
ている。この直流モータでは、ブラシからコミュテータ
を介して、ロータに巻装されたコイルへの給電を行うこ
とによって、ロータが回転する。この場合、コミュテー
タとブラシとの間では、連続的にスイッチのような形で
の開閉が行われ、電気ノイズが発生する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、この電気ノイズ
を抑制するために、小型モータではバリスタやEMI
(Electro Magnetic Interference )フィルタを使用し
ており、高コストとなっていた。また、大型モータで
は、その他の手段として、モータの火花抑制のため、高
カーボンタイプ(例えば、Cu40%含)のブラシが使
われている。しかし、高カーボンタイプのブラシを使用
すると、ブラシの導電抵抗が大きいため、モータ特性が
銅リッチカーボンブラシ(例えば、Cu60%含)に比
べ、明らかに劣るという問題がある。また、ブラシの導
電抵抗が大きいため、ブラシの自己発熱が大きく、ブラ
シの劣化を促進し、モータの耐久性と信頼性を著しく落
とす傾向があった。
を抑制するために、小型モータではバリスタやEMI
(Electro Magnetic Interference )フィルタを使用し
ており、高コストとなっていた。また、大型モータで
は、その他の手段として、モータの火花抑制のため、高
カーボンタイプ(例えば、Cu40%含)のブラシが使
われている。しかし、高カーボンタイプのブラシを使用
すると、ブラシの導電抵抗が大きいため、モータ特性が
銅リッチカーボンブラシ(例えば、Cu60%含)に比
べ、明らかに劣るという問題がある。また、ブラシの導
電抵抗が大きいため、ブラシの自己発熱が大きく、ブラ
シの劣化を促進し、モータの耐久性と信頼性を著しく落
とす傾向があった。
【0004】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、電気ノイズ
の発生が少なく、信頼性が高く、高寿命かつ低コストで
ブラシ付きの直流モータを駆動することのできる直流モ
ータ駆動システムを提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、電気ノイズ
の発生が少なく、信頼性が高く、高寿命かつ低コストで
ブラシ付きの直流モータを駆動することのできる直流モ
ータ駆動システムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、回転軸の回転に際して、コミュテ
ータの電極間のスリットのスリット幅の全てがブラシ面
に対向する時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なく
ともこのスリットの通過範囲の全てにおいてブラシへの
給電を停止するようにしたものである。あるいは、少な
くともこのスリットの通過範囲におけるブラシへの給電
を抑制するようにしたものである。この発明によれば、
少なくともブラシ面が隣接する電極間にまたがっている
間は、ブラシへの給電が停止あるいは抑制される。
るために、本発明は、回転軸の回転に際して、コミュテ
ータの電極間のスリットのスリット幅の全てがブラシ面
に対向する時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なく
ともこのスリットの通過範囲の全てにおいてブラシへの
給電を停止するようにしたものである。あるいは、少な
くともこのスリットの通過範囲におけるブラシへの給電
を抑制するようにしたものである。この発明によれば、
少なくともブラシ面が隣接する電極間にまたがっている
間は、ブラシへの給電が停止あるいは抑制される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図2はこの発明に係る直流モータ駆
動システムの要部を示す構成図である。
き詳細に説明する。図2はこの発明に係る直流モータ駆
動システムの要部を示す構成図である。
【0007】同図において、1はロータシャフト、2は
コミュテータである。コミュテータ2はロータシャフト
1の周方向にスリット2A(2A1〜2A8:図3
(a)参照)を介して分割して設けられた複数の電極2
B(2B1〜2B8:図3(a)参照)から構成されて
いる。3(3−1,3−2)はロータシャフト1の回転
に伴いコミュテータ2の各電極2Bがそのブラシ面3A
(3−1A,3−2A)に摺接するように設けられたブ
ラシ、4はコアを積層してなるロータ、5はロータ4に
巻装されたコイル(マグネットワイヤ)、6はロータシ
ャフト1に取り付けられたエンコーダ板、7はフォトセ
ンサ(又はフォトIC)、8はモータ駆動コントローラ
である。
コミュテータである。コミュテータ2はロータシャフト
1の周方向にスリット2A(2A1〜2A8:図3
(a)参照)を介して分割して設けられた複数の電極2
B(2B1〜2B8:図3(a)参照)から構成されて
いる。3(3−1,3−2)はロータシャフト1の回転
に伴いコミュテータ2の各電極2Bがそのブラシ面3A
(3−1A,3−2A)に摺接するように設けられたブ
ラシ、4はコアを積層してなるロータ、5はロータ4に
巻装されたコイル(マグネットワイヤ)、6はロータシ
ャフト1に取り付けられたエンコーダ板、7はフォトセ
ンサ(又はフォトIC)、8はモータ駆動コントローラ
である。
【0008】エンコーダ板6には所定の回転角度ピッチ
で複数のスリット6Aが開設されている。この実施の形
態では、図3(b)に示すように、コミュテータ2のス
リット2A1〜2A8に対応して、スリット6A1〜6
A8がエンコーダ板6に開設されている。エンコーダ板
6のスリット6A1〜6A8のスリット幅Wbはコミュ
テータ2のスリット2A1〜2A8のスリット幅Waよ
りも広く形成されている。また、エンコーダ板6は、そ
のスリット6A1〜6A8の中心(スリット幅Wbの中
心)がコミュテータ2のスリット2A1〜2A8の中心
(スリット幅Waの中心)と一致するように、ロータシ
ャフト1に位置決め固定されている。
で複数のスリット6Aが開設されている。この実施の形
態では、図3(b)に示すように、コミュテータ2のス
リット2A1〜2A8に対応して、スリット6A1〜6
A8がエンコーダ板6に開設されている。エンコーダ板
6のスリット6A1〜6A8のスリット幅Wbはコミュ
テータ2のスリット2A1〜2A8のスリット幅Waよ
りも広く形成されている。また、エンコーダ板6は、そ
のスリット6A1〜6A8の中心(スリット幅Wbの中
心)がコミュテータ2のスリット2A1〜2A8の中心
(スリット幅Waの中心)と一致するように、ロータシ
ャフト1に位置決め固定されている。
【0009】フォトセンサ7は、送光部と受光部とを備
えており、この送光部と受光部との間にエンコーダ板6
の周縁部を位置させている。すなわち、フォトセンサ7
の送受光部間に形成される光路をロータシャフト1の回
転に伴うエンコーダ板6のスリット6Aの通過により断
続させ、これによってフォトセンサ7からパルス状の回
転信号Saを得るものとしている。
えており、この送光部と受光部との間にエンコーダ板6
の周縁部を位置させている。すなわち、フォトセンサ7
の送受光部間に形成される光路をロータシャフト1の回
転に伴うエンコーダ板6のスリット6Aの通過により断
続させ、これによってフォトセンサ7からパルス状の回
転信号Saを得るものとしている。
【0010】モータ駆動コントローラ8は、インターフ
ェイス8−1,CPU8−2,ROM8−3,RAM8
−4,ドライバ8−5,パワースイッチング回路(P−
MOS回路)8−6等を備え、ブラシ3(3−1,3−
2)への給電信号Sbを作る。CPU8−2は、インタ
ーフェイス8−1を介して与えられるフォトセンサ7か
らの回転信号Saを得て、ROM8−3に格納されたプ
ログラムに従い、RAM8−4にアクセスしながら、以
下に説明するような本実施の形態特有の処理動作を行
う。なお、図2において、ケース(ヨーク),マグネッ
ト,軸受,ブラシホルダなどは省略している。
ェイス8−1,CPU8−2,ROM8−3,RAM8
−4,ドライバ8−5,パワースイッチング回路(P−
MOS回路)8−6等を備え、ブラシ3(3−1,3−
2)への給電信号Sbを作る。CPU8−2は、インタ
ーフェイス8−1を介して与えられるフォトセンサ7か
らの回転信号Saを得て、ROM8−3に格納されたプ
ログラムに従い、RAM8−4にアクセスしながら、以
下に説明するような本実施の形態特有の処理動作を行
う。なお、図2において、ケース(ヨーク),マグネッ
ト,軸受,ブラシホルダなどは省略している。
【0011】CPU8−2は、フォトセンサ7からの回
転信号Sa(図1(c)参照)に基づき、この回転信号
Saの立ち上がりよりtt 秒遅れてtS 秒間、ブラシ3
への給電を停止する(図1(d)参照)。すなわち、C
PU8−2は、回転信号Saの立ち上がりよりtt 秒経
過するまでは、ブラシ3への給電信号Sbを所望の回転
数に応じたデューティ比のPWM信号とするが、回転信
号Saの立ち上がりよりtt 秒経過すると、tS 秒間、
デューティ比を零(給電量を零)としてブラシ3への給
電を停止する。tS 秒経過すれば、ブラシ3への給電信
号Sbを給電停止前のデューティ比のPWM信号へ戻
す。
転信号Sa(図1(c)参照)に基づき、この回転信号
Saの立ち上がりよりtt 秒遅れてtS 秒間、ブラシ3
への給電を停止する(図1(d)参照)。すなわち、C
PU8−2は、回転信号Saの立ち上がりよりtt 秒経
過するまでは、ブラシ3への給電信号Sbを所望の回転
数に応じたデューティ比のPWM信号とするが、回転信
号Saの立ち上がりよりtt 秒経過すると、tS 秒間、
デューティ比を零(給電量を零)としてブラシ3への給
電を停止する。tS 秒経過すれば、ブラシ3への給電信
号Sbを給電停止前のデューティ比のPWM信号へ戻
す。
【0012】ここで、上記tt およびtS は、次のよう
にして定めている。図1(a)はコミュテータ2の外周
部展開を示し、図1(b)はエンコーダ板6の周縁部展
開を示している。コミュテータ2のスリット2Aの中心
(スリット幅Waの中心)とエンコーダ板6のスリット
6Aの中心(スリット幅Wbの中心)とは一致してい
る。エンコーダ板6のスリット6Aは、ロータシャフト
1の回転に伴い、フォトセンサ7の送受光部の光路をオ
ンとする。この間、フォトセンサ7からの回転信号Sa
は、図1(c)に示すように「H」レベルとなる。
にして定めている。図1(a)はコミュテータ2の外周
部展開を示し、図1(b)はエンコーダ板6の周縁部展
開を示している。コミュテータ2のスリット2Aの中心
(スリット幅Waの中心)とエンコーダ板6のスリット
6Aの中心(スリット幅Wbの中心)とは一致してい
る。エンコーダ板6のスリット6Aは、ロータシャフト
1の回転に伴い、フォトセンサ7の送受光部の光路をオ
ンとする。この間、フォトセンサ7からの回転信号Sa
は、図1(c)に示すように「H」レベルとなる。
【0013】図1(a)において電極2Bの展開長(ス
リット幅Waを含む)をW0 、図1(c)において回転
信号Saの周期をt0 とすると、コミュテータ2のスリ
ット幅Wa分の移動時間taは、Wa/W0 =ta/t
0 の関係により、ta=(Wa/W0 )×t0 となる。
ここで、Wa/W0 は予め設定できるので定数Kとする
と、ta=K×t0 となる。
リット幅Waを含む)をW0 、図1(c)において回転
信号Saの周期をt0 とすると、コミュテータ2のスリ
ット幅Wa分の移動時間taは、Wa/W0 =ta/t
0 の関係により、ta=(Wa/W0 )×t0 となる。
ここで、Wa/W0 は予め設定できるので定数Kとする
と、ta=K×t0 となる。
【0014】仮に、給電を停止する時間tsをtaのN
倍とすると、ts=N×K×t0 となる。ここで、N×
Kは定数なので、定数M(M=(Wa/W0 )×N)と
すると、ts=M×t0 となる。
倍とすると、ts=N×K×t0 となる。ここで、N×
Kは定数なので、定数M(M=(Wa/W0 )×N)と
すると、ts=M×t0 となる。
【0015】したがって、コミュテータ2のスリット幅
Waの中心を起点として給電停止時間tsを振り分ける
とすると、遅れ時間tt は下記の(1)式によって求め
られる。なお、この実施の形態では、エンコーダ板6の
スリット幅Wbと隣接するスリット6A間の展開長Wc
とは等しいものとする。すなわち、この実施の形態にお
いては、回転信号Saが「H」レベルとなる期間tH と
「L」レベルとなる期間tL とは等しく、tH =tL =
t0 /2になるものとする。 tt =(1/4)×t0 −(1/2)×ts=(1/4)×t0 −(1/2) ×M×t0 =(1/4)×t0 ×(1−2×M)=(1/4)×t0 ×(1−2 ×(Wa/W0 )×N) ・・・・(1)
Waの中心を起点として給電停止時間tsを振り分ける
とすると、遅れ時間tt は下記の(1)式によって求め
られる。なお、この実施の形態では、エンコーダ板6の
スリット幅Wbと隣接するスリット6A間の展開長Wc
とは等しいものとする。すなわち、この実施の形態にお
いては、回転信号Saが「H」レベルとなる期間tH と
「L」レベルとなる期間tL とは等しく、tH =tL =
t0 /2になるものとする。 tt =(1/4)×t0 −(1/2)×ts=(1/4)×t0 −(1/2) ×M×t0 =(1/4)×t0 ×(1−2×M)=(1/4)×t0 ×(1−2 ×(Wa/W0 )×N) ・・・・(1)
【0016】このような値としてtt を定めることによ
り、コミュテータ2のスリット幅Waの中心を起点とし
て、給電停止時間tsが振り分けられる。
り、コミュテータ2のスリット幅Waの中心を起点とし
て、給電停止時間tsが振り分けられる。
【0017】ここで、本実施の形態においては、図3に
示すように、コミュテータ2のスリット2Aの中心(ス
リット幅Waの中心)とブラシ3のブラシ面3Aの中心
(ブラシ面幅Wdの中心)とが一致したときにフォトセ
ンサ7からの回転信号Saが「H」レベル期間tH の中
央となるような位置関係として、フォトセンサ7のエン
コーダ板6に対する取り付け位置を定めている。
示すように、コミュテータ2のスリット2Aの中心(ス
リット幅Waの中心)とブラシ3のブラシ面3Aの中心
(ブラシ面幅Wdの中心)とが一致したときにフォトセ
ンサ7からの回転信号Saが「H」レベル期間tH の中
央となるような位置関係として、フォトセンサ7のエン
コーダ板6に対する取り付け位置を定めている。
【0018】これにより、コミュテータ2のスリット2
Aの中心がブラシ面3Aの中心と回転対向するタイミン
グを中心とし、ts時間だけブラシ3への給電が遮断さ
れるものとなる。
Aの中心がブラシ面3Aの中心と回転対向するタイミン
グを中心とし、ts時間だけブラシ3への給電が遮断さ
れるものとなる。
【0019】ここで、本実施の形態では、上記の定数N
を適切な値として定めることにより、図4(a)〜
(d)に示すように、コミュテータ2のスリット2Aの
スリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範
囲をスリット2Aの通過範囲とし、このスリット2Aの
通過範囲の全てにおいてブラシ3への給電を停止するよ
うにしている。すなわち、ブラシ面3Aが隣接する電極
2B間にまたがっている間は、ブラシ3への給電を停止
するようにしている。
を適切な値として定めることにより、図4(a)〜
(d)に示すように、コミュテータ2のスリット2Aの
スリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範
囲をスリット2Aの通過範囲とし、このスリット2Aの
通過範囲の全てにおいてブラシ3への給電を停止するよ
うにしている。すなわち、ブラシ面3Aが隣接する電極
2B間にまたがっている間は、ブラシ3への給電を停止
するようにしている。
【0020】これにより、本実施の形態によれば、コミ
ュテータ2とブラシ3との間の火花(アーク)の抑制が
画期的に図られ、電気ノイズが抑制される。これによ
り、バリスタやEMIフィルタ等による保護対策が不要
となり、低コスト化を促進することができるようにな
る。また、ブラシ3での発熱が抑制され、ブラシ3の寿
命がアップし、モータの耐久性と信頼性が向上する。ま
た、ブラシ3の摩耗粉飛散に対するモータ内の特別な防
御構造を簡略化することができ、これによっても低コス
ト化を促進することができる。
ュテータ2とブラシ3との間の火花(アーク)の抑制が
画期的に図られ、電気ノイズが抑制される。これによ
り、バリスタやEMIフィルタ等による保護対策が不要
となり、低コスト化を促進することができるようにな
る。また、ブラシ3での発熱が抑制され、ブラシ3の寿
命がアップし、モータの耐久性と信頼性が向上する。ま
た、ブラシ3の摩耗粉飛散に対するモータ内の特別な防
御構造を簡略化することができ、これによっても低コス
ト化を促進することができる。
【0021】なお、上述した実施の形態では、スリット
2Aの通過範囲の全てにおいてブラシ3への給電を停止
するようにしたが、スリット2Aの通過範囲を含むその
前後の広い範囲においてブラシ3への給電を停止するよ
うにしてもよい。また、スリット2Aの通過範囲におい
て、ブラシ3への給電を抑制するようにしてもよい。こ
の場合も、スリット2Aの通過範囲を含むその前後の広
い範囲においてブラシ3への給電を抑制するようにして
もよい。
2Aの通過範囲の全てにおいてブラシ3への給電を停止
するようにしたが、スリット2Aの通過範囲を含むその
前後の広い範囲においてブラシ3への給電を停止するよ
うにしてもよい。また、スリット2Aの通過範囲におい
て、ブラシ3への給電を抑制するようにしてもよい。こ
の場合も、スリット2Aの通過範囲を含むその前後の広
い範囲においてブラシ3への給電を抑制するようにして
もよい。
【0022】〔定数Nの設定例〕例えば、スリット幅W
aを[1]、ブラシ面幅Wdをスリット幅Waの4倍の
[4]とすると、スリット幅Waの全てがブラシ面3A
に対向する時間範囲は、スリット幅Waに換算すると
「4−1」で[3]となる。この実施の形態では、図3
(b)に示すように、コミュテータ2のスリット2A1
〜2A8に対応して、スリット6A1〜6A8がエンコ
ーダ板6に開設されているので、W0 =t0である。
aを[1]、ブラシ面幅Wdをスリット幅Waの4倍の
[4]とすると、スリット幅Waの全てがブラシ面3A
に対向する時間範囲は、スリット幅Waに換算すると
「4−1」で[3]となる。この実施の形態では、図3
(b)に示すように、コミュテータ2のスリット2A1
〜2A8に対応して、スリット6A1〜6A8がエンコ
ーダ板6に開設されているので、W0 =t0である。
【0023】仮に、W0 =t0 =10とする。すると、
ta=(Wa/W0 )×t0 であるから、ta=(1/
10)×10で、ta=Wa=1となる。仮に、給電を
停止するあるいは抑制する時間tsをスリット幅Waの
全てがブラシ面3Aに対向する時間範囲と等しい時間に
設定すると、ts=3となり、N=3に設定すればよ
い。この場合、上記(1)式より、tt =1となる。
ta=(Wa/W0 )×t0 であるから、ta=(1/
10)×10で、ta=Wa=1となる。仮に、給電を
停止するあるいは抑制する時間tsをスリット幅Waの
全てがブラシ面3Aに対向する時間範囲と等しい時間に
設定すると、ts=3となり、N=3に設定すればよ
い。この場合、上記(1)式より、tt =1となる。
【0024】一方、スリット幅Waを[1]、ブラシ面
幅をスリット幅Waの2倍の[2]とすると、スリット
幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範囲は、ス
リット幅Waに換算すると「2−1」で[1]となる。
この場合、給電を停止するあるいは抑制する時間tsを
スリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範
囲と等しい時間に設定すると、ts=1となり、N=1
に設定すればよい。この場合、上記(1)式により、t
t =2となる。
幅をスリット幅Waの2倍の[2]とすると、スリット
幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範囲は、ス
リット幅Waに換算すると「2−1」で[1]となる。
この場合、給電を停止するあるいは抑制する時間tsを
スリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向する時間範
囲と等しい時間に設定すると、ts=1となり、N=1
に設定すればよい。この場合、上記(1)式により、t
t =2となる。
【0025】また、給電を停止するあるいは抑制する時
間tsをスリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向す
る時間範囲の2倍の時間に設定すると、ts=2とな
り、N=2に設定すればよい。この場合、上記(1)式
により、tt =3/2となる。
間tsをスリット幅Waの全てがブラシ面3Aに対向す
る時間範囲の2倍の時間に設定すると、ts=2とな
り、N=2に設定すればよい。この場合、上記(1)式
により、tt =3/2となる。
【0026】上述した実施の形態では、コミュテータ2
のスリット2Aと同数のスリット6Aをエンコーダ板6
に設けるようにしたが、偶数倍あるいは偶数分の1倍の
スリット6Aをエンコーダ板6に設けるようにしてもよ
い。このような場合でも、コミュテータ2のスリット2
Aの回転位相と所定の位相関係をもった回転信号がフォ
トセンサ7より得られるので、この回転信号に基づい
て、スリット2Aの通過範囲の全てにおいてブラシ3へ
の給電を停止することができる。また、この回転信号に
基づいて、スリット2Aの通過範囲においてブラシ3へ
の給電を抑制することができる。
のスリット2Aと同数のスリット6Aをエンコーダ板6
に設けるようにしたが、偶数倍あるいは偶数分の1倍の
スリット6Aをエンコーダ板6に設けるようにしてもよ
い。このような場合でも、コミュテータ2のスリット2
Aの回転位相と所定の位相関係をもった回転信号がフォ
トセンサ7より得られるので、この回転信号に基づい
て、スリット2Aの通過範囲の全てにおいてブラシ3へ
の給電を停止することができる。また、この回転信号に
基づいて、スリット2Aの通過範囲においてブラシ3へ
の給電を抑制することができる。
【0027】また、上述した実施の形態では、所望の回
転数に応じたデューティ比のPWM信号を給電信号Sb
としてブラシ3へ与える給電方式への適用例として説明
したが、給電信号Sbを所望の回転数に応じた電流値や
電圧値として与えるような給電方式へも適用可能であ
り、ブラシ3に対する給電停止方式や給電抑制方式は種
々考えられる。
転数に応じたデューティ比のPWM信号を給電信号Sb
としてブラシ3へ与える給電方式への適用例として説明
したが、給電信号Sbを所望の回転数に応じた電流値や
電圧値として与えるような給電方式へも適用可能であ
り、ブラシ3に対する給電停止方式や給電抑制方式は種
々考えられる。
【0028】例えば、図5(a)の方式(給電停止方
式)では、通過範囲に入る手前から段階的に電流値を下
げ、通過範囲においては電流値を零とし、通過範囲を出
た後から段階的に電流値を上げて元に戻すようにしてい
る。図5(b)の方式(給電抑制方式)では、通過範囲
に入ってから段階的に電流値を下げ、通過範囲の中央部
において電流値を零とし、通過範囲を出る手前から段階
的に電流値を上げ、通過範囲を出た時点で元の電流値に
戻すようにしている。図5(c)の方式(給電抑制方
式)では、通過範囲に入る手前から段階的に電流値を下
げ、通過範囲においては電流値を所定値とし、通過範囲
を出た後から段階的に電流値を上げて元に戻すようにし
ている。
式)では、通過範囲に入る手前から段階的に電流値を下
げ、通過範囲においては電流値を零とし、通過範囲を出
た後から段階的に電流値を上げて元に戻すようにしてい
る。図5(b)の方式(給電抑制方式)では、通過範囲
に入ってから段階的に電流値を下げ、通過範囲の中央部
において電流値を零とし、通過範囲を出る手前から段階
的に電流値を上げ、通過範囲を出た時点で元の電流値に
戻すようにしている。図5(c)の方式(給電抑制方
式)では、通過範囲に入る手前から段階的に電流値を下
げ、通過範囲においては電流値を所定値とし、通過範囲
を出た後から段階的に電流値を上げて元に戻すようにし
ている。
【0029】図5(d)の方式(給電抑制方式)では、
通過範囲に入ってから段階的に電流値を下げ、通過範囲
の中央部において電流値を所定値とし、通過範囲を出る
手前から段階的に電流値を上げ、通過範囲を出た時点で
元の電流値に戻すようにしている。図5(e)の方式
(給電抑制方式)では、通過範囲に入る手前から段階的
に電流値を下げ、通過範囲に入ってもさらに段階的に電
流値を下げ、通過範囲の中央部において電流値を所定値
とし、通過範囲を出る手前から段階的に電流値を上げ、
通過範囲を出てからもしばらくの間は段階的に電流値を
上げて元に戻すようにしている。図5(f)の方式(給
電抑制方式)では、通過範囲に入ってからしばらくして
電流値を零とし、通過範囲を出る手前から元の電流値に
戻すようにしている。
通過範囲に入ってから段階的に電流値を下げ、通過範囲
の中央部において電流値を所定値とし、通過範囲を出る
手前から段階的に電流値を上げ、通過範囲を出た時点で
元の電流値に戻すようにしている。図5(e)の方式
(給電抑制方式)では、通過範囲に入る手前から段階的
に電流値を下げ、通過範囲に入ってもさらに段階的に電
流値を下げ、通過範囲の中央部において電流値を所定値
とし、通過範囲を出る手前から段階的に電流値を上げ、
通過範囲を出てからもしばらくの間は段階的に電流値を
上げて元に戻すようにしている。図5(f)の方式(給
電抑制方式)では、通過範囲に入ってからしばらくして
電流値を零とし、通過範囲を出る手前から元の電流値に
戻すようにしている。
【0030】図6(a)の方式(給電停止方式)では、
通過範囲に入る手前からPWM信号のデューティ比を徐
々に小さくし、通過範囲においてはデューティ比を零と
し、通過範囲を出た後から徐々にデューティ比を大きく
して元に戻すようにしている。図6(b)の方式(給電
抑制方式)では、通過範囲に入ってから徐々にPWM信
号のデューティ比を小さくし、通過範囲の中央部におい
てデューティ比を零とし、通過範囲を出る手前から徐々
にデューティ比を大きくし、通過範囲を出た時点で元の
デューティ比に戻すようにしている。図6(c)の方式
(給電抑制方式)では、通過範囲に入る手前から徐々に
PWM信号のデューティ比を小さくし、通過範囲におい
てはデューティ比を所定値とし、通過範囲を出てから徐
々にデューティ比を上げて元に戻すようにしている。
通過範囲に入る手前からPWM信号のデューティ比を徐
々に小さくし、通過範囲においてはデューティ比を零と
し、通過範囲を出た後から徐々にデューティ比を大きく
して元に戻すようにしている。図6(b)の方式(給電
抑制方式)では、通過範囲に入ってから徐々にPWM信
号のデューティ比を小さくし、通過範囲の中央部におい
てデューティ比を零とし、通過範囲を出る手前から徐々
にデューティ比を大きくし、通過範囲を出た時点で元の
デューティ比に戻すようにしている。図6(c)の方式
(給電抑制方式)では、通過範囲に入る手前から徐々に
PWM信号のデューティ比を小さくし、通過範囲におい
てはデューティ比を所定値とし、通過範囲を出てから徐
々にデューティ比を上げて元に戻すようにしている。
【0031】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、回転軸の回転に際して、コミュテータの
電極間のスリットのスリット幅の全てがブラシ面に対向
する時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なくともこ
のスリットの通過範囲の全てにおいてブラシへの給電を
停止するようにしたので、あるいは少なくともこのスリ
ットの通過範囲におけるブラシへの給電を抑制するよう
にしたので、コミュテータとブラシとの間の火花(アー
ク)の抑制を画期的に図って、電気ノイズを抑制するこ
とができるようになり、バリスタやEMIフィルタ等に
よる保護対策を不要として、低コスト化を促進すること
ができる。また、ブラシでの発熱が抑制され、ブラシの
寿命がアップし、モータの耐久性と信頼性が向上する。
また、ブラシの摩耗粉飛散に対するモータ内の特別な防
御構造を簡略化することができ、これによっても低コス
ト化を促進することができるようになる。
発明によれば、回転軸の回転に際して、コミュテータの
電極間のスリットのスリット幅の全てがブラシ面に対向
する時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なくともこ
のスリットの通過範囲の全てにおいてブラシへの給電を
停止するようにしたので、あるいは少なくともこのスリ
ットの通過範囲におけるブラシへの給電を抑制するよう
にしたので、コミュテータとブラシとの間の火花(アー
ク)の抑制を画期的に図って、電気ノイズを抑制するこ
とができるようになり、バリスタやEMIフィルタ等に
よる保護対策を不要として、低コスト化を促進すること
ができる。また、ブラシでの発熱が抑制され、ブラシの
寿命がアップし、モータの耐久性と信頼性が向上する。
また、ブラシの摩耗粉飛散に対するモータ内の特別な防
御構造を簡略化することができ、これによっても低コス
ト化を促進することができるようになる。
【図1】 図2に示した直流モータ駆動システムにおけ
る特有の動作を説明するためのタイムチャートである。
る特有の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図2】 本発明に係る直流モータ駆動システムの要部
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図3】 コミュテータの電極間のスリットおよびエン
コーダ板に開設されたスリットを示す図である。
コーダ板に開設されたスリットを示す図である。
【図4】 コミュテータのスリットがブラシ面を通過し
ている状況を示す図である。
ている状況を示す図である。
【図5】 種々考えられる給電停止方式や給電抑制方式
を説明する図(電流値制御方式への適用例)である。
を説明する図(電流値制御方式への適用例)である。
【図6】 種々考えられる給電停止方式や給電抑制方式
を説明する図(PWM制御方式への適用例)である。
を説明する図(PWM制御方式への適用例)である。
1…ロータシャフト(回転軸)、2…コミュテータ、2
A(2A1〜2A8)…スリット、2B(2B1〜2B
8)…電極、3(3−1,3−2)…ブラシ、3A(3
−1A,3−2A)…ブラシ面、4…ロータ、5…コイ
ル、6…エンコーダ板、6A(6A1〜6A8)…スリ
ット、7…フォトセンサ、8…モータ駆動コントロー
ラ、8−1…インターフェイス、8−2…CPU、8−
3…ROM、8−4…RAM、8−5…ドライバ、8−
6…パワースイッチング回路。
A(2A1〜2A8)…スリット、2B(2B1〜2B
8)…電極、3(3−1,3−2)…ブラシ、3A(3
−1A,3−2A)…ブラシ面、4…ロータ、5…コイ
ル、6…エンコーダ板、6A(6A1〜6A8)…スリ
ット、7…フォトセンサ、8…モータ駆動コントロー
ラ、8−1…インターフェイス、8−2…CPU、8−
3…ROM、8−4…RAM、8−5…ドライバ、8−
6…パワースイッチング回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 回転軸の周方向にスリットを介して分割
して設けられた複数の電極から構成されるコミュテータ
と、 このコミュテータの各電極が前記回転軸の回転に伴いそ
のブラシ面に摺接するように設けられたブラシと、 前記回転軸の回転に際して、前記コミュテータの電極間
のスリットのスリット幅の全てが前記ブラシ面に対向す
る時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なくともこの
スリットの通過範囲の全てにおいて前記ブラシへの給電
を停止する給電停止手段とを備えたことを特徴とする直
流モータ駆動システム。 - 【請求項2】 回転軸の周方向にスリットを介して分割
して設けられた複数の電極から構成されるコミュテータ
と、 このコミュテータの各電極が前記回転軸の回転に伴いそ
のブラシ面に摺接するように設けられたブラシと、 前記回転軸の回転に際して、前記コミュテータの電極間
のスリットのスリット幅の全てが前記ブラシ面に対向す
る時間範囲をスリットの通過範囲とし、少なくともこの
スリットの通過範囲における前記ブラシへの給電を抑制
する給電抑制手段とを備えたことを特徴とする直流モー
タ駆動システム - 【請求項3】 請求項1において、前記給電停止手段
は、 前記回転軸と一体となって回転する前記コミュテータの
電極間のスリットの回転位相と所定の位相関係をもった
回転信号を発生する回転信号発生手段と、 この回転信号発生手段からの回転信号に基づいて少なく
とも前記スリットの通過範囲の全てにおいて前記ブラシ
への給電量を零とする手段とを備えたことを特徴とする
直流モータ駆動システム。 - 【請求項4】 請求項2において、前記給電抑制手段
は、 前記回転軸と一体となって回転する前記コミュテータの
電極間のスリットの回転位相と所定の位相関係をもった
回転信号を発生する回転信号発生手段と、 この回転信号発生手段からの回転信号に基づいて少なく
とも前記スリットの通過範囲における前記ブラシへの給
電量を減少する手段とを備えたことを特徴とする直流モ
ータ駆動システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10303959A JP2000134872A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 直流モータ駆動システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10303959A JP2000134872A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 直流モータ駆動システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000134872A true JP2000134872A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17927339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10303959A Pending JP2000134872A (ja) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | 直流モータ駆動システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000134872A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040011073A (ko) * | 2002-07-27 | 2004-02-05 | 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 | 소음감소형 정류자를 갖는 스타터 |
EP1744435A3 (de) * | 2003-08-18 | 2007-04-18 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Reluktanzmotor |
JP2013005601A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Asmo Co Ltd | 直流モータ |
-
1998
- 1998-10-26 JP JP10303959A patent/JP2000134872A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040011073A (ko) * | 2002-07-27 | 2004-02-05 | 발레오만도전장시스템스코리아 주식회사 | 소음감소형 정류자를 갖는 스타터 |
EP1744435A3 (de) * | 2003-08-18 | 2007-04-18 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Reluktanzmotor |
JP2013005601A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Asmo Co Ltd | 直流モータ |
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