JPH0972448A

JPH0972448A - モータの駆動回路

Info

Publication number: JPH0972448A
Application number: JP22515195A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nakajima; 利夫中嶋; Hidetaka Aoyama; 秀隆青山; Takafumi Suzuki; 啓文鈴木; Chihiro Motobe; 千博本部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】三方電動弁等の制御スイッチの２つの接点に
誤って同時に信号が入力される場合にも、モータを損傷
させず、駆動回路を小型にする。【解決手段】１つの界磁巻線８の電流の流れを一方方
向のみとし、電機子２に流れる電流の向きを２つのトラ
ンジスタ５、６により交互に換えてモータを往復作動さ
せる。さらちマイクロスイッチ３、４から電機子２及び
界磁巻線８に通電する回路を迂回する並列回路９、１０
設ける。並列回路９、１０はマイクロスイッチ３、４と
制御スイッチ１との間及び、電源２０と界磁巻線８との
間とをそれぞれ接続する。そして、誤って制御スイッチ
の接点１ａ、１ｂの双方に電流が印加された場合にも、
誤信号を並列回路に導き、電機子２や界磁巻線８等に流
れないようにトランジスタにより制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、駆動回路に誤信
号が発生しても機能を低下させることを防止し、電動弁
等に用いられると好適なモータの駆動回路に関し、特に
往復作動するモータの場合に好適な駆動回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の三方電動弁として、電動機の駆動
軸と弁部に球形弁体を用いた三方ボールバルブの弁軸と
を連結し、弁軸の切換作用を行う切換スイッチと、別途
設けられた制御スイッチの切換指令とによって電動機を
正転・逆転させてバルブの切換を行わせるようにしたも
のが知られている（例えば特開昭４９−８８２１号公
報）。このものでは、該制御スイッチの２つの接点に何
らかの原因により同時に接続されるような誤信号が入力
されてしまうと、駆動モータが焼損してしまう問題があ
り、このような駆動モータの焼損防止のために、例え
ば、航空機用燃料バルブに関する米国の規格ＭＩＬ−Ｖ
−８６０８（ｍｉｒｉｔａｒｙｓｐｅｃｉｆｉｃａｔ
ｉｏｎ）の駆動回路が知られている。

【０００３】この規格は図５の回路図に表すように、制
御スイッチ３１の両接点３１ａ、３１ｂにそれぞれ接続
されるマイクロスイッチ３３、３４を設け、各マイクロ
スイッチ３３、３４には、電機子３２を励磁する各界磁
巻線３８、３９が並列に設けられ、電機子３２のマイナ
ス側と電源のマイナス側とを接続・切断するリレー３５
に接続される回路を設け、このリレー３５により誤信号
（破線の矢印で示す）の入力が電機子３２に流れないよ
うにバイパスしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この規格のものでは誤
信号があっても駆動モータの焼損を防止できるが、しか
し、電機子３２を正転、逆転させるための界磁巻線３
８、３９を２個共必要とし、しかも誤信号防止のために
リレー３５を採用しているから、リレー３５自体の幅も
余計に必要となり、駆動回路が大きくなってしまうとい
う問題があった。しかもリレーを用いれば、リレーの接
点の磨耗・損傷が避け難く信頼性が低くなる問題があ
る。

【０００５】また、電機子３２に流れる電流は界磁巻線
３８、３９側からリレー３５側へ流れるため、マイナス
側のブラシがプラス側のブラシに対して磨耗が促進され
片減りし、その結果、電機子３２の寿命が短くなってし
まうという問題があった。

【０００６】さらに電機子３２に接続された弁体が移動
範囲の中間位置にある状態において操作スイッチ３１が
故障し、ポジション〓及びポジション〓〓への動作信号
が同時に入力された場合に、界磁巻線３８、３９及び電
機子３２に電流が流れ続けるため界磁巻線３８、３９及
び電機子３２が焼損してしまうという問題があった。

【０００７】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、誤信号が発生しても、リレーを
用いることなく電機子の焼損を防止し、ブラシの片減り
も防止するモータの駆動回路を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために請求項１に係
る発明では、界磁巻線を巻回し駆動軸を有する電機子
と、開閉して電機子に異なる方向から電流を断通電する
複数のスイッチと、この各スイッチに電流を振り分けて
供給する制御スイッチと、各スイッチの制御スイッチ側
で電機子とは並列に接続される並列回路と、電機子に通
電される電流の方向を換え誤信号を並列回路へ導くトラ
ンジスタとを備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に係る発明では、界磁巻線
を巻回し駆動軸を有する電機子と、開閉して電機子に電
流を断通電し電機子の各極側にそれぞれ接続されたスイ
ッチと、この各スイッチに電流を振り分けて供給する制
御スイッチと、各スイッチの制御スイッチ側で電機子と
は並列に接続される並列回路とを備え、一方のスイッチ
が閉門するときに電機子に電流を供給させ他方のスイッ
チに入力された誤信号を上記並列回路に流入させるトラ
ンジスタを設けたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に係る発明では、界磁巻線
を巻回し駆動軸を有する電機子と、開閉して電機子に電
流を断通電し電機子の各極側にそれぞれ接続されたスイ
ッチと、この各スイッチに電流を振り分けて供給する制
御スイッチと、各スイッチの制御スイッチ側で電機子と
は並列に接続される並列回路と、電機子側にエミッタ
を、界磁巻線側にコレクタを接続し、並列回路にベース
を接続したトランジスタと、ベースの接点と電源のマイ
ナス側またはアースとの間に接続されたベース電流制限
抵抗と、電機子とスイッチとの間にそれぞれ設けられた
ダイオードとを備え、各トランジスタは一方のスイッチ
が閉門するときに電機子に電流を供給させ他方のスイッ
チに入力された誤信号を上記並列回路に流入させること
を特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す回路図であり、例えば三方電動弁の弁軸をポジション
〓、ポジション〓〓の位置に、往復して駆動する電機子
２の駆動回路に用いる場合を表している。図において１
は直流電源２０の電流を接点１ａ、１ｂに振り分ける制
御スイッチであり、接点１ａは接続端子のＡ点を介して
マイクロスイッチ３に、接点１ｂは同じくＤ点を介して
マイクロスイッチ４に接続されている。各マイクロスイ
ッチ３、４はそれぞれ電機子２の２極のうちの何れかに
接続され、電機子２への通電のＯＮ、ＯＦＦを切り換え
得るようにしてある。よって本例ではマイクロスイッチ
３、４の何れか一方から電機子２へ通電されるため、電
機子２の２極はプラス側にもマイナス側にも極性が入替
わることにより、接続された弁を多方向に変更させる。

【００１２】本例ではマイクロスイッチ３がＯＮ状態の
とき、電動弁の弁軸の位置をポジション〓とし、マイク
ロスイッチ４がＯＮ状態のとき、電動弁の弁軸の位置を
ポジション〓〓となるように設定してあり、また、各マ
イクロスイッチ３、４は図２の一部断面平面図に示す公
知の手段のように、電機子２の駆動軸２ａの駆動により
回転されるカム２ｂの円周に設けられた１つの凹部で通
電するようにして同期してＯＮ、ＯＦＦを決定するよう
にしてある。但しこの方法は他の手段によってもよい。

【００１３】各スイッチ３、４と電機子２との間には逆
流防止用のダイオード１６、１７を設け、電機子２を通
過した電流が各スイッチ３，４側へ通電されることを防
止してある。また、電機子２と界磁巻線８との間には、
ＰＮＰ型のトランジスタ５、６を接続してあり、電機子
２側にエミッタを、界磁巻線８側にコレクタをそれぞれ
接続してある。さらに、各トランジスタ５、６のコレク
タと電源２０との間には界磁巻線８を接続し、また、界
磁巻線８と並列に動作表示回路７を形成してあり、動作
表示回路７及び界磁巻線８はそれぞれ接続端子の接点
Ｃ、Ｅを介して電源２０のマイナス側へ接続されてい
る。動作表示回路７には動作表示ランプ１３を接続して
あり、電機子２が通電され駆動している時に発光表示す
るようにしてある。なお界磁巻線８は電機子２に巻回さ
れ一体化されて駆動モータを構成し、界磁巻線８には常
に一方向の電流が流れるようにしてある。

【００１４】トランジスタ５、６のベースは、制御スイ
ッチ１の接点１ａ、１ｂとマイクロスイッチ３、４との
間で分岐して界磁巻線８と電源２０との間に接続１９さ
れる並列回路９、１０にそれぞれ接続１４、１５されて
おり、さらに、そのベース接点１４、１５と接点１９と
の間にベース電流制限抵抗１１、１２を接続してある。
但し、並列回路９、１０の接点１９は、界磁巻線８と電
源２０との間に接続せずにそれぞれアースしてもよい。

【００１５】図１の構成の駆動回路では、制御スイッチ
１が接点１ａ側にあって（破線で示す）、マイクロスイ
ッチ３がＯＦＦでマイクロスイッチ４がＯＮの状態であ
り、従って弁軸はポジション〓にあり、回路はＯＦＦ状
態にある。この状態から弁軸を切り換えるには、制御ス
イッチ１を矢印のように接点１ｂへ切り換えればよい
（実線で示す）。すると、端子Ｄ、マイクロスイッチ
４、ダイオード１７を通して電機子２へ電流が流れ、さ
らにトランジスタ５を通して界磁巻線８へ電流が流れる
ことにより駆動モータが駆動し、弁軸はポジション〓〓
へ移動される。このとき、トランジスタ５はベース電流
制限抵抗１１を通して、並列回路９のベース電流が流れ
る（矢印で示す）ためＯＮ状態となり、エミッタ−コレ
クタ間が導通し、電流を流すことができる。逆に、並列
回路１０に電流が流れるため、トランジスタ６のエミッ
タ−コレクタ間は不導通となる。また、駆動モータが回
転して弁軸を回転すると同時に上述のカムが回転し、マ
イクロスイッチ３、４の接点を切り換え、図１の状態か
ら図３の状態とする。

【００１６】図３は弁軸がポジション〓〓にあり、制御
スイッチ１が接点１ｂにあり（破線で示す）、従ってマ
イクロスイッチ３はＯＮで、マイクロスイッチ４がＯＦ
Ｆの状態にある。この状態から弁軸をポジション〓に切
り換えるには、制御スイッチ１の接点を１ａへ切り換え
ればよい（実線で示す）。すると、端子Ａ、マイクロス
イッチ３、ダイオード１６を通して電機子２へ電流が流
れ、さらにトランジスタ６を通して界磁巻線８へ電流が
流れることにより駆動モータが駆動し、弁軸はポジショ
ン〓へ移動される。

【００１７】このとき、トランジスタ６はベース電流制
限抵抗１２を通して、並列回路９にベース電流が流れる
（矢印で示す）ためＯＮ状態となり、エミッタ−コレク
タ間が導通し、電流を流すことができる。逆に、並列回
路９に電流が流れるため、トランジスタ５のエミッタ−
コレクタ間は不導通となる。そして電機子２には、弁軸
がポジション〓からポジション〓〓へ移動するときとは
逆の方向に流れ、よって駆動モータは逆回転してポジシ
ョン〓〓から同〓へ移動する。また、駆動モータが回転
して弁軸を回転すると同時に上述のカムが回転し、マイ
クロスイッチ３、４の接点を切り換え、図３の状態から
図１の状態に戻る。なお、トランジスタ５、６を通電す
る際には動作表示ランプ１３が点灯し、目視可能とな
る。

【００１８】次に、制御スイッチ１の接点１ａ、１ｂに
同時に接続されるような誤信号が入力された場合につい
て説明する。図４は、図３において接点１ａを接続した
状態（電源電流２０は実線で示してある）を示す回路図
であるが、同時に接点１ｂにも誤信号が入力された状態
を破線で示してある。端子Ａを通る電流は並列回路９に
流れ、端子Ｅを通って電源２０へ戻るため、トランジス
タ５を不導通にし、マイクロスイッチ４から電機子２へ
電流が流れることがない。同時に、誤信号が端子Ｄを通
って印加されても、この電流は並列回路１０へ流れトラ
ンジスタ６を不導通にして電源２０に流れるが、もとも
とトランジスタ５が不導通にされているため、ダイオー
ド１０、電機子２、界磁巻線８を通ることがない。よっ
て、電機子２の焼損等の不具合が発生しない。すなわ
ち、端子Ａからトランジスタ５のベースへの接続及び端
子Ｄからトランジスタ６のベースへの接続はインターロ
ック回路の役割を果たしている。

【００１９】図４の説明では、弁軸がポジション〓〓に
ある場合を想定したが、弁軸がポジション〓、〓〓の何
れにあっても、また、その中間のポジションにあって
も、制御スイッチ１の接点１ａ、１ｂのどちらに流れる
電流も、並列回路９あるいは１０に流れてトランジスタ
５、６を不導通にし、電機子２や界磁巻線８等に電流が
流れあるいは流れ続けることを防止し、駆動モータの機
能の劣化を防止する。

【００２０】以上のように、この実施の形態によれば、
駆動モータの制御スイッチ１に誤信号が発生して、マイ
クロスイッチ３、４に電流が流れても、トランジスタ
５、６が電機子２に電流が流れることを阻止し、誤信号
による電流を並列回路２０、２１に流すため、電機子２
や界磁巻線８を損傷することがない。

【００２１】また、本例では誤信号を安全に回避するた
めにリレーを採用せず、リレーを採用することによる諸
問題を解消でき、しかも界磁巻線を複数使用せず、単数
とすることができ、半導体を用いて小型の駆動回路を実
現できる。また、電機子２に流れる電流の方向が弁軸の
作動方向に伴い、切り換えるように構成してあるため、
従来のようにマイナス側のブラシがプラス側のブラシに
対して磨耗が促進され片減りし、その結果、電機子２の
寿命が短くなってしまうという問題を解消できる。

【００２２】さらに電機子２に接続された弁体が移動範
囲の中間位置にある状態において、操作スイッチ１が故
障し、ポジション〓及びポジション〓〓への動作信号が
同時に入力された場合にも、界磁巻線８や電機子２に電
流が流れ続けることをよく防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る駆動回路の回路
図である。

【図２】この発明の実施の形態に係るマイクロスイッ
チの開閉のためのカムを示す正面図である。

【図３】この発明の実施の形態に係る駆動回路の回路
図である。

【図４】この発明の実施の形態に係る駆動回路の回路
図である。

【図５】従来のモータの駆動回路を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１は制御スイッチ、１ａは接点、１ｂは接点、２は電機
子、３はマイクロスイッチ、４はマイクロスイッチ、５
はトランジスタ、６はトランジスタ、８は界磁巻線、９
は並列回路、１０は並列回路、１１はベース電流制限抵
抗、１２はベース電流制限抵抗、１４はベース接点、１
５はベース接点、１６はダイオード、１７はダイオー
ド、２０は直流電源である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本部千博東京都千代田区大手町二丁目６番２号三菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】界磁巻線を巻回し駆動軸を有する電機子
と、開閉して電機子に異なる方向から電流を断通電する
複数のスイッチと、この各スイッチに電流を振り分けて
供給する制御スイッチと、各スイッチの制御スイッチ側
で電機子とは並列に接続される並列回路と、電機子に通
電される電流の方向を換え誤信号を並列回路へ導くトラ
ンジスタとを備えたことを特徴とするモータの駆動回
路。
【請求項２】界磁巻線を巻回し駆動軸を有する電機子
と、開閉して電機子に電流を断通電し電機子の各極側に
それぞれ接続されたスイッチと、この各スイッチに電流
を振り分けて供給する制御スイッチと、各スイッチの制
御スイッチ側で電機子とは並列に接続される並列回路と
を備え、一方のスイッチが閉門するときに電機子に電流
を供給させ他方のスイッチに入力された誤信号を上記並
列回路に流入させるトランジスタを設けたことを特徴と
するモータの駆動回路。
【請求項３】界磁巻線を巻回し駆動軸を有する電機子
と、開閉して電機子に電流を断通電し電機子の各極側に
それぞれ接続されたスイッチと、この各スイッチに電流
を振り分けて供給する制御スイッチと、各スイッチの制
御スイッチ側で電機子とは並列に接続される並列回路
と、電機子側にエミッタを、界磁巻線側にコレクタを接
続し、並列回路にベースを接続したトランジスタと、ベ
ースの接点と電源のマイナス側またはアースとの間に接
続されたベース電流制限抵抗と、電機子とスイッチとの
間にそれぞれ設けられたダイオードとを備え、各トラン
ジスタは一方のスイッチが閉門するときに電機子に電流
を供給させ他方のスイッチに入力された誤信号を上記並
列回路に流入させることを特徴とするモータの駆動回
路。