JPH1032995A - 直流電動機駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電機子電流の極性を切り換えるリレーの接点で
アークが発生するのを防止することができる直流電動機
駆動装置を提供する。 【解決手段】直流電源１と電動機Ｍの電機子電流の極性
を切り換える切換スイッチ回路４との間にトランジスタ
ＴＲ1 を接続する。正転指令スイッチ３Ａまたは逆転指
令スイッチ３Ｂが閉じたときに、切換スイッチ回路４の
リレーの可動接点ｃ1 またはｃ2 が固定接点ａ1 または
ａ2 に接触して安定するまでトランジスタＴＲ1 がオン
状態になるのを遅らせ、正転指令スイッチ３Ａ及び逆転
指令スイッチ３Ｂが開いたときに、リレーの可動接点ｃ
1 またはｃ2 が固定接点ａ1 またはａ2 から離れる前
に、トランジスタＴＲ1 をオフ状態にするように、トラ
ンジスタＴＲ1 を制御するスイッチ制御回路７を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正転指令及び逆転
指令に応じて直流電動機への電機子電流の供給を制御す
る直流電動機駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流電動機を駆動する場合には、その回
転方向を切り換える際に電機子電流の極性を切り換える
必要がある。電機子電流の極性の切換には、リレーの接
点を組み合わせた切換スイッチ回路が用いられる。

【０００３】また直流電動機の回転速度を調節する必要
がある場合には、電機子電流の大きさを調節する必要が
ある。電機子電流を調整する方法としては、電機子電流
の通電回路に半導体スイッチ素子を挿入して、該半導体
スイッチ素子を所定のデューティ比でオンオフさせるこ
とにより電機子電流をＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）
してその平均値を調整する方法が広く採用されている。

【０００４】そのため、回転方向の切換と、回転速度の
調整とを行う直流電動機駆動装置においては、直流電源
と直流電動機の電機子との間に、ＰＷＭ制御用の半導体
スイッチ素子と切換スイッチを構成するリレーの接点と
の直列回路が挿入されて、該半導体スイッチ素子とリレ
ーの接点とを通して直流電動機に電機子電流が供給され
ることになる。

【０００５】図３は従来のこの種の直流電動機駆動装置
の構成例を示したものである。同図において、１は直流
電源、２は直流電動機Ｍの電機子、３は運転指令回路、
４はリレーの接点からなる切換スイッチ回路、５は電機
子電流制御用スイッチ回路、６はＰＷＭ制御回路であ
る。

【０００６】図３に示した駆動装置においては、運転指
令回路３が正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令スイッチ
３Ｂを備えていて、正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令
スイッチ３Ｂがそれぞれ閉じることにより、正転指令信
号及び逆転指令信号を発生し、両指令スイッチが開くこ
とにより停止指令信号を発生する。

【０００７】切換スイッチ回路４は、励磁コイルＲＹ1
により駆動される第１のリレーの接点４Ａと、励磁コイ
ルＲＹ2 により駆動される第２のリレーの接点４Ｂと、
消弧用ダイオードＤ2 及びＤ3 とからなっていて、接点
４Ａ及び４Ｂの切換動作により、電機子２に供給する電
流の極性を切り換える。第１のリレーの接点４Ａは第１
の入力側固定接点ａ1 及び第１の出力側固定接点ｂ1
と、励磁コイルＲＹ1 が消勢されているときに図示のよ
うに第１の出力側固定接点ｂ1 に接触し、励磁コイルＲ
Ｙ1 が励磁されたときに入力側固定接点ａ1 に接触する
第１の可動接点ｃ1 とを備えていて、第１の可動接点ｃ
1 が電機子２の一端に接続されている。また第２のリレ
ーの接点４Ｂは、第２の入力側固定接点ａ2 及び第２の
出力側固定接点ｂ2 と、励磁コイルＲＹ2 が消勢されて
いるときに図示のように第２の出力側固定接点ｂ2 に接
触し、励磁コイルＲＹ2 が励磁されたときに入力側固定
接点ａ2 に接触する第２の可動接点ｃ2 とを備えてい
て、第２の可動接点ｃ2 が電機子２の他端に接続されて
いる。

【０００８】電機子電流制御用スイッチ回路５は、切換
スイッチ回路４を通して流れる電機子電流をオンオフす
るために設けられたもので、半導体スイッチ素子として
のトランジスタＴＲ1 と該トランジスタＴＲ1 のベース
電流をオンオフする制御用のトランジスタＴＲ2 と抵抗
Ｒ1 〜Ｒ4 とを備えている。このスイッチ回路５におい
ては、トランジスタＴＲ2 がオン状態になったときにト
ランジスタＴＲ1 にベース電流を流して、該トランジス
タＴＲ1 をオン状態にする。

【０００９】またＰＷＭ制御回路６は、所定のデューテ
ィ比で変化するパルス波形のＰＷＭ制御信号Ｖp に応じ
てオンオフさせられるトランジスタＴＲ4 を備えてい
て、該トランジスタＴＲ4 がオン状態になったとき、及
びオフ状態になったときにそれぞれトランジスタＴＲ2
をオフ状態及びオン状態にする。

【００１０】図３の駆動装置において、電動機を正回転
させる際には、ＰＷＭ制御回路６のトランジスタＴＲ4
にベース電流を与えておき、電源スイッチＳＷが閉じら
れると同時にトランジスタＴＲ4 がオン状態になって、
トランジスタＴＲ1 がオン状態になるのを阻止するよう
にしておく。この状態で電源スイッチＳＷを閉じ、正転
指令スイッチ３Ａを閉じる。電源スイッチＳＷ及び正転
指令スイッチが閉じられると、直流電源１からダイオー
ドＤ1 と正転指令スイッチ３Ａとを通して第１のリレー
の励磁コイルＲＹ1 に励磁電流が流れる。これにより、
第１のリレーの可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 に接触す
る。この状態でＰＷＭ制御回路６のトランジスタＴＲ4
をオフ状態にすると、直流電源１から抵抗Ｒ2 及びＲ4
を通してトランジスタＴＲ2 にベース電流が供給され、
該トランジスタＴＲ2 がオン状態になる。これによりト
ランジスタＴＲ1 がオン状態になるため、直流電源１か
らトランジスタＴＲ1 −固定接点ａ1 −可動接点ｃ1 −
電機子２−可動接点ｃ2 −固定接点ｂ2 −直流電源１の
経路で電機子電流が流れ、電動機が正回転する。この状
態でＰＷＭ制御回路６のトランジスタＴＲ4 がオンオフ
させられると、トランジスタＴＲ2 がオンオフさせら
れ、該トランジスタＴＲ2 のオンオフに伴ってトランジ
スタＴＲ1 がオンオフさせられるため、電機子電流が所
定のデューティ比でオンオフ制御（ＰＷＭ制御）され
る。

【００１１】電動機を停止する際には、まずＰＷＭ制御
回路のトランジスタＴＲ4 をオン状態に保持し、これに
よりトランジスタＴＲ1 をオフ状態にして電機子電流を
遮断する。その後、正転指令スイッチ３Ａを開いて、励
磁コイルＲＹ1 を消勢し、可動接点ｃ1 を固定接点ａ1
から切り離す。

【００１２】また電動機を逆転させる際には、逆転指令
スイッチ３Ｂを閉じて、リレーの可動接点ｃ2 を固定接
点ａ2 に接触させた後に、トランジスタＴＲ1 をオン状
態にして、直流電源１−トランジスタＴＲ1 −固定接点
ａ2 −可動接点ｃ2 −電機子２−可動接点ｃ1 −固定接
点ｂ1 −直流電源１の経路で電機子電流を流す。逆転し
ている電動機を停止させる際には、ＰＷＭ制御回路のト
ランジスタＴＲ4 をオン状態にしてトランジスタＴＲ1
をオフ状態にした後、逆転指令スイッチ３Ｂを開いて、
励磁コイルＲＹ2 を消勢し、可動接点ｃ2 を固定接点ａ
2 から切り離す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した直流電動
機駆動装置においては、第１のリレーの可動接点ｃ1 が
固定接点ａ1 に接触する際に、リレーの可動系の機械的
振動により可動接点ｃ1が固定接点ａ1 に接触したり、
該固定接点ａ1 から離れたりするバウンシング（bounci
ng）現象が生じる。バウンシング現象が生じると、可動
接点ｃ1 と固定接点ａ1 との間にアークが発生し、接点
が消耗する。同様に、第２のリレーの可動接点ｃ2 が固
定接点ａ2 に接触する際にもバウンシング現象が生じる
ため、可動接点ｃ2 と固定接点ａ2 との間にアークが発
生し、接点が消耗する。

【００１４】また電動機の回転方向を切り換える際に、
ＰＷＭ制御回路６のトランジスタＴＲ4 が導通している
状態で正転指令スイッチ３Ａまたは逆転指令スイッチ３
Ｂが開かれれば問題はないが、誤って、ＰＷＭ制御回路
のトランジスタＴＲ4 がオフ状態にあるときに正転指令
スイッチまたは逆転指令スイッチを開くと、第１のリレ
ーの可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 から離れる際、または
第２のリレーの可動接点ｃ2 が固定接点ａ2 から離れる
際に、可動接点ｃ1 と固定接点ａ1 との間、または可動
接点ｃ2 と固定接点ａ2 との間にアークが発生する。

【００１５】図３の装置では、上記のようにリレーの接
点でアークが発生するのを抑制するために、消弧用のダ
イオードＤ2 及びＤ3 を接続しているが、これらのダイ
オードを接続しただけでは、リレーの接点でアークが発
生するのを完全に防ぐことはできなかった。

【００１６】上記のように、従来の駆動装置において
は、リレーの可動接点が固定接点に接触する際に生じる
バウンシング現象により可動接点と固定接点との間にア
ークが発生し、また電動機を停止させる際、及び電動機
の回転方向を切り換える際に正転指令スイッチまたは逆
転指令スイッチの操作を誤った場合にも、リレーの接点
でアークが発生するため、リレーの接点の消耗が激し
く、リレーの寿命が短くなるという問題があった。

【００１７】本発明の目的は、直流電動機の電機子電流
の極性を切り換えるリレーの可動接点と固定接点との間
にアークが発生するのを防ぐことができるようにした直
流電動機駆動装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電動機を
正回転及び逆回転させることを指令する正転指令信号及
び逆転指令信号と、該直流電動機を停止させることを指
令する停止指令信号とを発生する運転指令回路と、正転
指令信号が発生したとき及び逆転指令信号が発生したと
きに励磁され、停止指令信号が発生したときに消勢され
るリレーの接点からなっていて正転指令信号及び逆転指
令信号に応じて直流電動機に供給する電機子電流の極性
の切換えを行う切換スイッチ回路と、切換スイッチ回路
を通して流れる電機子電流をオンオフ制御するために切
換スイッチ回路に対して直列に接続された半導体スイッ
チ素子を有する電機子電流制御用スイッチ回路とを備え
た直流電動機駆動装置に係わるものである。

【００１９】本発明においては、正転指令信号の発生時
刻から第１の遅れ時間が経過したとき、及び逆転指令信
号の発生時刻から第１の遅れ時間が経過したときに半導
体スイッチ素子をオン状態にし、停止指令信号の発生時
刻から第２の遅れ時間が経過したときに半導体スイッチ
素子をオフ状態にするスイッチ制御回路を設けた。

【００２０】上記第１の遅れ時間は、リレーが励磁され
た後該リレーの接点が切換動作を行って安定状態に落ち
着くまでに要する励磁時動作安定時間よりも長く設定す
る。また第２の遅れ時間は、リレーが消勢された後該リ
レーの接点が切換動作を行なうまでに要する消勢時動作
時間よりも短く設定する。

【００２１】上記励磁時動作安定時間は、リレーが励磁
された後、可動接点が所定の固定接点に接触するまでに
要する時間である「初期動作時間」と、可動接点が固定
接点に接触した後、該可動接点のバウンシング現象がな
くなって該可動接点が安定に固定接点に接触した状態に
なるまでに要する時間である「バウンス時間」との和に
より与えられる。

【００２２】なおバウンシング現象とは、リレーの可動
系の機械的振動により可動接点が固定接点に接触したり
該固定接点から離れたりする動作を繰り返す現象をい
う。

【００２３】上記のように構成すると、正転指令信号ま
たは逆転指令信号が発生したときに、リレーの接点が安
定した状態になるまで半導体スイッチ素子がオフ状態に
保持され、リレーの接点が安定した後に半導体スイッチ
素子がオン状態にされる。したがって、リレーにバウン
シング現象が生じているときに、リレーの接点を通して
電機子電流が流れることはないため、リレーの接点にア
ークが発生することはない。

【００２４】また停止指令信号が発生したときには、半
導体スイッチ素子がオフ状態になった後に、リレーの接
点が切換動作を行うため、電機子電流は必ず半導体スイ
ッチ素子により遮断され、リレーの接点でアークが発生
するのが防止される。

【００２５】本発明が対象とする直流電動機駆動装置に
おいて、電機子電流を調整するために、ＰＷＭ制御信号
に応じて上記半導体スイッチ素子をオンオフさせるＰＷ
Ｍ制御回路が設けられる場合には、正転指令信号の発生
時刻から第１の遅れ時間が経過したとき、及び逆転指令
信号の発生時刻から第１の遅れ時間が経過したときに許
可信号を発生し、停止指令信号の発生時刻から第２の遅
れ時間が経過したときに禁止信号を発生する許可信号禁
止信号発生回路と、許可信号が発生しているときにＰＷ
Ｍ制御回路が半導体スイッチ素子をオン状態にするのを
許可し、禁止信号が発生したときにＰＷＭ制御回路が前
記半導体スイッチ素子をオン状態にするのを禁止して該
半導体スイッチ素子をオフ状態に保持するオンオフ制御
回路とにより上記スイッチ制御回路を構成することがで
きる。

【００２６】本発明が対象とする駆動装置において、運
転指令回路は、例えば、直流電動機を正回転させること
を指令する正転指令信号及び該直流電動機の正回転を停
止させることを指令する停止指令信号を発生する正転指
令スイッチと、直流電動機を逆回転させることを指令す
る逆転指令信号及び該直流電動機の逆回転を停止させる
ことを指令する停止指令信号を発生する逆転指令スイッ
チとにより構成することができる。

【００２７】この場合には、正転指令信号及び逆転指令
信号が発生したときにそれぞれ励磁される第１及び第２
のリレーを設けて、両リレーの接点により切換スイッチ
回路を構成することができる。

【００２８】この場合第１のリレーとしては、例えば、
正転指令スイッチが正転指令信号を発生したとき及び停
止指令信号を発生したときにそれぞれ励磁状態及び非励
磁状態にされる第１の励磁コイルと、第１の入力側固定
接点と、直流電源の負極端子につながる回路に接続され
た第１の出力側固定接点と、直流電動機の電機子の一端
に接続されていて第１の励磁コイルが励磁されたとき及
び非励磁状態にされたときにそれぞれ第１の入力側固定
接点及び第１の出力側固定接点に接触する第１の可動接
点とを備えたものを用いることができる。

【００２９】また第２のリレーとしては、逆転指令スイ
ッチが逆転指令信号を発生したとき及び停止指令信号を
発生したときにそれぞれ励磁状態及び非励磁状態にされ
る第２の励磁コイルと、第１の入力側固定接点に接続さ
れた第２の入力側固定接点と、直流電源の負極端子につ
ながる回路に接続された第２の出力側固定接点と、直流
電動機の電機子の他端に接続されていて前記第２の励磁
コイルが励磁されたとき及び非励磁状態にされたときに
それぞれ前記第２の入力側固定接点及び第２の出力側固
定接点に接触する第２の可動接点とを備えたものを用い
ることができる。

【００３０】この場合、許可信号禁止信号発生回路は、
例えば、正転指令スイッチが正転指令信号を発生したと
き及び逆転指令スイッチが逆転指令信号を発生したとき
に積分コンデンサを第１の時定数で充電する充電回路と
正転指令スイッチ及び逆転指令スイッチが共に停止指令
信号を発生しているときに積分コンデンサを第２の時定
数で放電させる放電回路とを有する積分回路と、積分コ
ンデンサの両端の電圧を基準電圧と比較して積分コンデ
ンサの両端の電圧が基準電圧を超えているときに許可信
号を発生し、積分コンデンサの両端の電圧が基準電圧以
下になっているときに禁止信号を発生する比較器とによ
り構成できる。

【００３１】また上記のような第１及び第２のリレーが
用いられる場合には、正転指令信号または逆転指令信号
が発生してから積分電圧が基準電圧を超えるまでに要す
る時間を、第１の励磁コイルが励磁された後第１の可動
接点が第１の入力側固定接点に接触して安定状態に落ち
着くまでに要する励磁時動作安定時間、及び前記第２の
励磁コイルが励磁された後前記第２の可動接点が第２の
入力側固定接点に接触して安定状態に落ち着くまでに要
する励磁時動作安定時間のいずれよりも長くするように
第１の時定数を設定する。

【００３２】更に、正転指令スイッチ及び逆転指令スイ
ッチが停止指令信号を発生した後積分電圧が基準電圧以
下になるまでに要する時間を、正転指令スイッチが停止
指令信号を発生した後第１の可動接点が第１の入力側固
定接点から離れるまでに要する消勢時動作時間、及び前
記逆転指令スイッチが停止指令信号を発生した後第２の
可動接点が第２の入力側固定接点から離れるまでに要す
る消勢時動作時間のいずれよりも短くするように第２の
時定数を設定する。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる直流電動機
駆動装置の構成例を示したもので、同図において１は直
流電動機Ｍの電機子、２は電源電圧ＶB を出力する直流
電源、３は運転指令回路、４は切換スイッチ回路、５は
電機子電流制御用スイッチ回路、６はＰＷＭ制御回路、
７はスイッチ制御回路、８は直流電源１の出力が電源ス
イッチＳＷを通して入力された制御電源回路である。制
御電源回路８は非接地側出力端子と接地側出力端子とを
有していて、両出力端子間に一定の制御用直流電圧Ｅを
出力する。

【００３４】図示の直流電源１は負極側端子が接地され
たバッテリからなっていて、該直流電源１の正極側端子
は電源スイッチＳＷを通して、半導体スイッチ素子とし
てのＰＮＰトランジスタＴＲ1 のエミッタに接続されて
いる。トランジスタＴＲ1 のエミッタにはまたダイオー
ドＤ1 のアノードが接続され、ダイオードＤ1 のカソー
ドに抵抗Ｒ1 及びＲ2 の一端が接続されている。抵抗Ｒ
1 の他端は抵抗Ｒ3 を通してトランジスタＴＲ1 のベー
スに接続されるとともに、エミッタを接地したＮＰＮト
ランジスタＴＲ2 のコレクタに接続されている。また抵
抗Ｒ2 の他端は抵抗Ｒ4 を通してトランジスタＴＲ2 の
ベースに接続されている。この例では、トランジスタＴ
Ｒ2 と抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 とダイオードＤ1 とにより、後記
するオンオフ制御信号に応じてトランジスタＴＲ1 （半
導体スイッチ）をオンオフさせるスイッチ駆動回路が構
成され、該駆動回路とトランジスタＴＲ1 とにより、電
機子電流制御用スイッチ回路５が構成されている。

【００３５】運転指令回路３は、正転指令スイッチ３Ａ
と、逆転指令スイッチ３Ｂとからなっていて、スイッチ
３Ａ及び３Ｂの一端は接地されている。この例では、正
転指令スイッチ３Ａがオン状態になることにより正転指
令信号を発生し、該正転指令スイッチ３Ａがオフ状態に
なることにより停止指令信号を発生する。また逆転指令
スイッチ３Ｂがオン状態になることにより逆転指令信号
を発生し、該逆転指令スイッチ３Ｂがオフ状態になるこ
とにより停止指令信号を発生する。

【００３６】図示の例では、２つのリレーの接点４Ａ及
び４Ｂと消弧用ダイオードＤ2 及びＤ3 とにより切換ス
イッチ回路４が構成されている。第１のリレーは、第１
の励磁コイルＲＹ1 と、該励磁コイルＲＹ1 により駆動
される接点４Ａとからなっていて、第１の励磁コイルＲ
Ｙ1 の一端は正転指令スイッチ３Ａの他端（非接地側端
子）に接続されている。また第２のリレーは、第２の励
磁コイルＲＹ2 と、該励磁コイルＲＹ2 により駆動され
る接点４Ｂとからなっていて、第２の励磁コイルＲＹ2
の一端が逆転指令スイッチ３Ｂの他端に接続されてい
る。

【００３７】第１及び第２の励磁コイルＲＹ1 及びＲＹ
2 の他端は共通に接続され、両励磁コイルの他端の共通
接続点は、電機子電流制御用スイッチ回路５のダイオー
ドＤ1 のカソードにつながる回路に接続されている。第
１の励磁コイルＲＹ1 及び第２の励磁コイルＲＹ2 の両
端にはそれぞれフライホイールダイオードＤ4 及びＤ5
が、それぞれのアノードを指令スイッチ３Ａ及び３Ｂ側
に向けた状態で接続されている。これらのダイオードＤ
4 及びＤ5 は、正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令スイ
ッチ３Ｂが開いた際にそれぞれの励磁コイルに誘起する
高い電圧を吸収して指令スイッチを保護するとともに、
正転指令スイッチ及び逆転指令スイッチが開かれたとき
に短時間の間励磁コイルＲＹ1 及びＲＹ2 を励磁状態に
保持して、それぞれのリレーの接点が復帰するのを遅ら
せるために設けられている。

【００３８】第１のリレーの接点４Ａは、第１の入力側
固定接点ａ1 と、第１の出力側固定接点ｃ1 と、第１の
励磁コイルＲＹ1 が励磁状態にされたとき及び非励磁状
態にされたときにそれぞれ第１の入力側固定接点ａ1 及
び第１の出力側固定接点ｂ1に接触する第１の可動接点
ｃ1 とからなり、第１の出力側固定接点ｂ1 は接地回路
を通して直流電源１の負極端子に接続されている。

【００３９】第２のリレーの接点４Ｂは、第２の入力側
固定接点ａ2 と、第２の出力側固定接点ｃ2 と、第２の
励磁コイルＲＹ2 が励磁状態にされたとき及び非励磁状
態にされたときにそれぞれ第２の入力側固定接点ａ2 及
び第２の出力側固定接点ｂ2に接触する第２の可動接点
ｃ2 とからなっていて、第２の出力側固定接点ｂ2 は第
１のリレーの出力側固定接点ｂ1 とともに直流電源１の
負極端子に接続されている。

【００４０】第１の入力側固定接点ａ1 及び第２の入力
側固定接点ａ2 は共通に接続され、両固定接点ａ1 及び
ａ2 の共通接続点は、半導体スイッチ素子としてのトラ
ンジスタＴＲ1 のコレクタに接続されている。第１の可
動接点ｃ1 及び第２の可動接点ｃ2 にそれぞれ直流電動
機の電機子２の一端及び他端が接続されている。

【００４１】消弧用ダイオードＤ2 及びＤ3 は、電機子
２の一端と接地間及び他端と接地間にそれぞれのアノー
ドを接地側に向けた状態で接続されている。

【００４２】スイッチ制御回路７は、許可信号禁止信号
発生回路７Ａと、オンオフ制御回路７Ｂとからなってい
る。

【００４３】許可信号禁止信号発生回路７Ａは、積分回
路７０１と、基準電圧Ｖr を発生する基準電圧発生回路
７０２と、積分回路から得られる積分電圧Ｖi と基準電
圧Ｖr とを比較する比較器７０３とからなっている。

【００４４】積分回路７０１は、積分コンデンサＣ1
と、充電時定数設定用抵抗Ｒ5 と、充放電時定数設定用
抵抗Ｒ6 と、放電時定数設定用抵抗Ｒ7 と、積分コンデ
ンサＣ1 の充電電流が抵抗Ｒ7 を通して流れるのを阻止
するためのダイオードＤ6 とを備えていて、積分コンデ
ンサＣ1 の両端に積分電圧Ｖi を発生する。

【００４５】更に詳細に説明すると、積分コンデンサＣ
1 の一端は接地され、該積分コンデンサの他端（非接地
側端子）は、抵抗Ｒ5 及びＲ6 を通して制御電源回路８
の正極側出力端子に接続されている。積分コンデンサＣ
1 の他端にはまた放電時定数設定用抵抗Ｒ7 の一端が接
続され、抵抗Ｒ7 の他端は、ダイオードＤ6 のアノード
に接続されている。ダイオードＤ6 のカソードは抵抗Ｒ
5 とＲ6 との接続点に接続されている。

【００４６】ダイオードＤ6 のカソードはまた、エミッ
タが接地されたＮＰＮトランジスタＴＲ3 のコレクタに
接続され、トランジスタＴＲ3 のベースは抵抗Ｒ8 を通
してダイオードＤ7 のカソードに接続されている。ダイ
オードＤ7 のアノードは抵抗Ｒ9 を通して制御電源回路
８の正極側出力端子に接続され、制御電源回路８から抵
抗Ｒ9 とダイオードＤ7 と抵抗Ｒ8 とを通してトランジ
スタＴＲ3 にベース電流が与えられるようになってい
る。ダイオードＤ7 のアノードにはまたダイオードＤ8
及びＤ9 のアノードが共通接続され、これらのダイオー
ドＤ8 及びＤ9 のカソードはそれぞれ正転指令スイッチ
３Ａ及び逆転指令スイッチ３Ｂの非接地側端子に接続さ
れている。

【００４７】図示の例では、トランジスタＴＲ3 によ
り、積分コンデンサを放電させる放電用スイッチが構成
され、抵抗Ｒ8 及びＲ9 とダイオードＤ7 〜Ｄ9 とによ
り、正転指令スイッチ３Ａまたは逆転指令スイッチ３Ｂ
のいずれかが閉じられているとき（正転指令信号または
逆転指令信号のいずれかが発生しているとき）に放電用
スイッチをオフ状態にし、正転指令スイッチ３Ａ及び逆
転指令スイッチ３Ｂが共に開いているとき（停止指令信
号が発生しているとき）に放電用スイッチをオン状態に
する放電用スイッチ制御回路が構成されている。

【００４８】放電用スイッチを構成するトランジスタＴ
Ｒ3 は、制御電源回路８から抵抗Ｒ9 とダイオードＤ7
と抵抗Ｒ8 とを通してベース電流が与えられてオン状態
になる。正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令スイッチ３
Ｂのいずれかが閉じられる（正転指令信号または逆転指
令信号のいずれかが発生する）と、トランジスタＴＲ3
のベース電流がダイオードＤ8 またはＤ9 と指令スイッ
チ３Ａまたは３Ｂとを通してトランジスタＴＲ3 から側
路されるため、該トランジスタＴＲ3 がオフ状態にな
る。

【００４９】トランジスタＴＲ3 がオフ状態にあるとき
には、制御電源回路８から抵抗Ｒ5とＲ6 とを通して積
分コンデンサＣ1 が第１の時定数で充電される。この第
１の時定数は、積分コンデンサＣ1 の静電容量と抵抗Ｒ
5 及びＲ6 の抵抗値とにより決まる。

【００５０】トランジスタＴＲ3 がオン状態にあるとき
には、積分コンデンサＣ1 の電荷が、抵抗Ｒ7 及びダイ
オードＤ6 の直列回路と抵抗Ｒ6 との並列回路と、トラ
ンジスタＴＲ3 のコレクタエミッタ間回路とを通して第
２の時定数で放電する。この第２の時定数は、積分コン
デンサＣ1 の静電容量と、抵抗Ｒ7 及びダイオードＤ6
の直列回路の抵抗分と抵抗Ｒ6 との並列合成抵抗とトラ
ンジスタＴＲ3 のコレクタエミッタ間回路の抵抗分とに
より決まる。

【００５１】即ちこの例では、制御電源回路８−抵抗Ｒ
5 −抵抗Ｒ6 −積分コンデンサＣ1−制御電源回路８の
回路により、積分コンデンサＣ1 の充電回路が構成され
ている。また積分コンデンサＣ1 −抵抗Ｒ7 及びダイオ
ードＤ6 の直列回路と抵抗Ｒ6 との並列回路−トランジ
スタＴＲ3 のコレクタエミッタ間回路−積分コンデンサ
Ｃ1 の回路により積分コンデンサの放電回路が構成され
ている。

【００５２】上記充電回路及び放電回路と、正転指令ス
イッチ及び逆転指令スイッチの状態に応じて放電用スイ
ッチ（トランジスタＴＲ3 ）のオンオフを制御する放電
用スイッチ制御回路（抵抗Ｒ8 ，Ｒ9 及びダイオードＤ
7 〜Ｄ9 ）とにより、積分回路７０１が構成されてい
る。

【００５３】基準電圧発生回路７０２は、制御電源回路
８の出力端子間に直列に接続された抵抗Ｒ10及びＲ11か
らなる分圧回路により構成されていて、制御電源回路８
の出力電圧Ｅを分圧して抵抗Ｒ11の両端に基準電圧Ｖr
を発生する。制御電源回路の出力電圧をＥとし、抵抗Ｒ
10及びＲ11の抵抗値をそれぞれ同じ符号Ｒ10及びＲ11で
表すと、基準電圧Ｖr は下記の式で与えられる。

【００５４】 Ｖr ＝Ｅ・Ｒ11／（Ｒ10＋Ｒ11） …（１） 比較器７０３は、積分電圧Ｖi と基準電圧Ｖr とを比較
して、積分電圧Ｖi が基準電圧Ｖr を超えているときに
許可信号Ｖ1 を発生し、積分電圧Ｖi が基準電圧Ｖr 以
下になっているときに禁止信号Ｖ0 を発生する。図示の
例では、許可信号Ｖ1 が高レベルの信号からなり、禁止
信号Ｖ0 が低レベルの信号からなっている。

【００５５】比較器７０３の出力信号は、ＰＷＭ制御回
路６の出力とともにオンオフ制御回路７Ｂに入力されて
いる。オンオフ制御回路７Ｂは、２入力アンド回路ＡＮ
1 と、アンド回路ＡＮ1 の一方の入力端子Ａ1 と制御電
源回路８の正極側出力端子との間、及びアンド回路ＡＮ
1 の他方の入力端子Ａ2 と制御電源回路８の正極側出力
端子との間にそれぞれ接続された抵抗Ｒ12及びＲ13とか
らなっている。アンド回路の一方の入力端子Ａ1 に比較
器７０３の出力信号が入力され、該アンド回路の出力端
子が電機子電流制御用スイッチ回路５の抵抗Ｒ2 とＲ4
との接続点に接続されている。アンド回路ＡＮ1 は、そ
の２つの入力端子Ａ1 ，Ａ2 の電位がいずれも高レベル
の状態にあるときにアンド条件が成立して高レベルのオ
ンオフ制御信号を発生し、いずれかの入力端子の電位が
低レベルの状態にあるときに低レベル（接地電位）のオ
ンオフ制御信号を発生する。アンド回路ＡＮ1 が高レベ
ルのオンオフ制御信号を発生しているときには、トラン
ジスタＴＲ2 がオン状態になるため、トランジスタＴＲ
1 にベース電流が流れて該トランジスタＴＲ1 がオン状
態になる。またアンド回路ＡＮ1 が低レベルのオンオフ
制御信号を発生しているときには、トランジスタＴＲ2
がオフ状態になるため、トランジスタＴＲ1のベース電
流が遮断されて、該トランジスタＴＲ1 がオフ状態にな
る。

【００５６】ＰＷＭ制御回路６は、エミッタが接地され
たトランジスタＴＲ4 を備えていて、該トランジスタＴ
Ｒ4 のコレクタがアンド回路ＡＮ1 の他方の入力端子Ａ
2 に接続されている。トランジスタＴＲ4 のベースに
は、所定のデューティ比で高レベルの状態と低レベル
（接地電位）の状態とを繰り返すパルス波形のＰＷＭ制
御信号Ｖp が入力され、該ＰＷＭ制御信号が高レベルの
状態にある期間トランジスタＴＲ4 がオン状態になる。

【００５７】許可信号禁止信号発生回路７Ａからアンド
回路ＡＮ1 の入力端子に高レベルの許可信号Ｖ1 が与え
られている状態で、ＰＷＭ制御回路６のトランジスタＴ
Ｒ4がオン状態になると、アンド回路ＡＮ1 の入力端子
Ａ2 の電位が低レベルの状態になるため、アンド回路Ａ
Ｎ1 の出力電圧は低レベルの状態になる。またＰＷＭ制
御回路６のトランジスタＴＲ4 がオフ状態になると、ア
ンド回路ＡＮ1 の入力端子Ａ2 の電位が高レベルの状態
になるため、該アンド回路ＡＮ1 の出力電圧が高レベル
の状態になる。したがって、アンド回路ＡＮ1 の入力端
子にＡ1 に高レベルの許可信号が与えられている状態で
は、トランジスタＴＲ4 のオンオフに応じて、アンド回
路ＡＮ1 の出力（オンオフ制御信号）が低レベルの状態
及び高レベルの状態に変化して電機子電流制御用スイッ
チ回路のトランジスタＴＲ1 をオンオフ制御する。アン
ド回路ＡＮ1 の入力端子Ａ1 に低レベルの禁止信号Ｖ0
が与えられている状態では、トランジスタＴＲ4 のオン
オフの如何に係わりなく、アンド回路ＡＮ1 の出力が低
レベルの状態に保持されるため、電機子電流制御用スイ
ッチ回路５のトランジスタＴＲ1 はオフ状態に保持され
る。

【００５８】即ち、オンオフ制御回路７Ｂは、許可信号
Ｖ1 が与えられているときにＰＷＭ制御回路６によるト
ランジスタＴＲ1 （半導体スイッチ素子）のオンオフ制
御を許容し、禁止信号Ｖ0 が与えられているときにＰＷ
Ｍ制御回路６によるトランジスタＴＲ1 のオンオフ制御
を禁止して、該トランジスタＴＲ1 をオフ状態に保つ。

【００５９】図１の直流電動機駆動装置において、電動
機Ｍを駆動する際には、先ず電源スイッチＳＷを閉じ
る。図示のように正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令ス
イッチ３Ｂの双方が開いている状態（停止指令信号を発
生した状態）では、励磁コイルＲＹ1 及びＲＹ2 に励磁
電流が流れないため、第１のリレーの接点４Ａ及び第２
のリレーの接点４Ｂは、それぞれの可動接点ｃ1 及びｃ
2 が出力側固定接点ｂ1及びｂ2 にそれぞれ接触した状
態にある。このとき、電機子２は直流電源１から切り離
されているため、電動機は停止した状態にある。

【００６０】また正転指令スイッチ３Ａ及び逆転指令ス
イッチ３Ｂの双方が開いている状態では、放電用スイッ
チを構成するトランジスタＴＲ3 がオン状態にあるた
め、積分コンデンサＣ1 には充電電流が供給されず、該
積分コンデンサＣ1 の両端の電圧は基準電圧Ｖr よりも
低くなっている。そのため比較器７０３は低レベルの禁
止信号Ｖ0 を出力している。この状態では、ＰＷＭ制御
回路６のトランジスタＴＲ4 の状態の如何に係わりな
く、アンド回路ＡＮ1 の出力が低レベル（接地電位）の
状態にあるため、電機子電流制御用スイッチ回路５のト
ランジスタＴＲ2 のベース電流はほとんどすべてアンド
回路ＡＮ1 の出力段を通して接地回路に流れる。したが
ってトランジスタＴＲ2 はオフ状態に保持され、トラン
ジスタＴＲ1にはベース電流が供給されないため、トラ
ンジスタＴＲ1 はオフ状態にある。

【００６１】今、図２（Ａ）に示すように、時刻ｔ1 に
おいて正転指令スイッチ３Ａが閉じられたとすると、直
流電源１からダイオードＤ1 と正転指令スイッチ３Ａと
を通して励磁コイルＲＹ1 に電源電圧ＶB が印加される
ため、励磁コイルＲＹ1 に励磁電流が流れる。時刻ｔ1
において励磁コイルＲＹ1 に励磁電流が流れると、図２
（Ｃ）に示したように、初期動作時間Ｔ1 （励磁電流が
可動接点ｃ1 を固定接点ｂ1 から引き離すために必要な
レベルに達するまでに要する時間）が経過した時刻ｔ2
において先ず可動接点ｃ1 が固定接点ｂ1 から離れる。
次いで、図２（Ｂ）に示すように、時刻ｔ1 から切換動
作時間（初期動作時間Ｔ1 に、可動接点ｃ1 が固定接点
ｂ1 の位置から固定接点ａ1 の位置まで変位するのに要
する時間を加えた時間）Ｔ2 （＞Ｔ1 ）が経過した時刻
ｔ3 において、可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 に接触す
る。可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 に接触した直後の所定
の時間Ｔ3 の間は、リレーの可動系の機械的振動によ
り、可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 から離れたり、該固定
接点に接触したりするバウンシング（bouncing）現象が
生じる。このバウンシング現象が生じる時間Ｔ3 をバウ
ンス時間と呼ぶ。時刻ｔ3 で可動接点ｃ1 が固定接点ａ
1 に接触した後、バウンス時間Ｔ3 （数ミリsec）が経
過して時刻ｔ4 になると、可動接点ｃ1 の振動が停止し
て、該可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 に安定に接触した状
態（安定状態）に落ち着く。時刻ｔ1 で励磁コイルＲＹ
1 に励磁電流が流れてから、可動接点ｃ1 が安定状態に
落ち着くまでに要する時間Ｔonを励磁時動作安定時間と
呼ぶことにする。この励磁時動作安定時間Ｔonは、Ｔon
＝Ｔ2 ＋Ｔ3 で与えられる。

【００６２】また時刻ｔ1 で正転指令スイッチ３Ａが閉
じられたときには、放電用スイッチを構成するトランジ
スタＴＲ3 がオフ状態になるため、制御電源回路１から
抵抗Ｒ5 とＲ6 とを通して積分コンデンサＣ1 に充電電
流が供給され、積分コンデンサＣ1 が第１の時定数で充
電される。そのため、積分コンデンサＣ1 の両端に得ら
れる積分電圧Ｖi は図２（Ｄ）に示すように上昇してい
く。最初積分電圧Ｖiは基準電圧Ｖr よりも低いため、
比較器７０３は、図２（Ｅ）に示すように、低レベルの
禁止信号Ｖ0 を出力している。時刻ｔ1 から第１の遅れ
時間Ｔ4 が経過して時刻ｔ5 になると、積分電圧Ｖi が
基準電圧Ｖr を超えるため、図２（Ｅ）に示すように、
比較器７０３が高レベルの許可信号Ｖ1 を出力する。許
可信号Ｖ1 が発生している状態では、アンド回路ＡＮ1
の一方の入力端子の電位が高レベルの状態に保たれるた
め、ＰＷＭ制御回路６によるトランジスタＴＲ1 のオン
オフ制御が許容される。

【００６３】コンデンサＣ1 の静電容量を同じ符号Ｃ1
で表し、抵抗Ｒ5 及びＲ6 の抵抗値を同じ符号Ｒ5 及び
Ｒ6 で表すと、第１の遅れ時間Ｔ4 は、下記の式により
与えられる。

【００６４】 Ｔ4 ＝−（Ｒ5 ＋Ｒ6 ）×Ｃ1 ×ｌn ｛１−ｑ／（Ｃ1 ×Ｅ）｝ …（２） ここでｑは、積分コンデンサＣ1 の充電電圧（積分電
圧）Ｖi が基準電圧Ｖrに等しくなった時に該積分コン
デンサに蓄積されている電荷で、 ｑ＝Ｃ1 ×Ｖr …（３） で与えられる。

【００６５】本発明においては、時刻ｔ1 で正転指令ス
イッチ３Ａが正転指令信号を発生してから、積分電圧Ｖ
i が基準電圧Ｖr を超えるまでの時間（第１の遅れ時
間）Ｔ4 が、第１の励磁コイルＲＹ1 が励磁された後第
１の可動接点ｃ1 が第１の入力側固定接点ａ1 に接触し
て安定するまでに要する励磁時動作安定時間Ｔonよりも
長くなるように、積分コンデンサＣ1 の充電時定数（第
１の時定数）を設定する。この時定数は、抵抗Ｒ5 及び
Ｒ6 の抵抗値により調整することができる。

【００６６】上記許可信号Ｖ1 が発生したときに、ＰＷ
Ｍ制御回路６にＰＷＭ制御信号が与えられておらず、該
制御回路のトランジスタＴＲ4 がオフ状態にあるとする
と、アンド回路ＡＮ1 の出力が高レベルの状態（「１」
の状態）になるため、直流電源１からダイオードＤ1 と
抵抗Ｒ2 及びＲ4 とを通してトランジスタＴＲ2 にベー
ス電流が供給される。そのため、トランジスタＴＲ2 が
オン状態になり、トランジスタＴＲ1 （半導体スイッチ
素子）がオン状態になる。トランジスタＴＲ1がオン状
態になると、直流電源１−トランジスタＴＲ1 −固定接
点ａ1 −可動接点ｃ1 −電機子２−可動接点ｃ2 −固定
接点ｂ2 −直流電源１の経路で電機子電流が流れて電動
機が正回転する。トランジスタＴＲ1 がオン状態になる
際には、既に第１のリレーの可動接点ｃ1 が固定接点ａ
1 に接触して安定状態に達しているため、可動接点ｃ1
と固定接点ａ1 との間でアークが発生することはない。

【００６７】電機子電流をＰＷＭ制御する場合には、Ｐ
ＷＭ制御回路６のトランジスタＴＲ4 のベースに所定の
デューティ比で高レベルの状態と零レベルの状態とを繰
り返すパルス波形のＰＷＭ制御信号Ｖp を与える。トラ
ンジスタＴＲ4 のベースにＰＷＭ信号が与えられると、
該トランジスタＴＲ4 が所定のデューティ比でオンオフ
を繰り返すため、トランジスタＴＲ4 のオンオフ動作に
同期してアンド回路ＡＮ1 の出力が低レベルの状態と高
レベルの状態を繰り返す。これにより、トランジスタＴ
Ｒ1 が、ＰＷＭ制御信号Ｖp と同じデューティ比でオン
オフさせられ、電機子電流がＰＷＭ制御される。

【００６８】次いで時刻ｔ6 において正転指令スイッチ
３Ａが開かれる（停止指令信号が与えられる）と、図２
（Ａ）に示すように励磁コイルＲＹ1 に印加されていた
電源電圧が零になる。励磁コイルＲＹ1 の印加電圧が零
になると、該励磁コイルＲＹ1 には、それまで流れてい
た電流を流し続けようとする極性の高い電圧が誘起する
ため、ダイオードＤ4 を通して励磁コイルＲＹ1 に電流
が流れる。この電流が所定値以下に減衰するまでの間
は、可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 に接触した状態を保持
する。

【００６９】時刻ｔ6 で正転指令スイッチ３Ａが開かれ
る（停止指令信号が発生する）と、トランジスタＴＲ3
がオン状態になるため、積分コンデンサＣ1 の電荷が抵
抗Ｒ7 及びダイオードＤ6 の直列回路と抵抗Ｒ6 の並列
回路とトランジスタＴＲ3 のコレクタエミッタ間とを通
して第２の時定数で放電していく。

【００７０】時刻ｔ6 で正転指令スイッチが開かれた
後、第２の遅れ時間Ｔ5 が経過して時刻ｔ7 になると、
積分電圧Ｖi が基準電圧Ｖr 以下になるため、比較器７
０３は低レベルの禁止信号Ｖ0 を出力する。これにより
アンド回路ＡＮ1 の出力が低レベルの状態になるため、
トランジスタＴＲ2 がオフ状態にされ、トランジスタＴ
Ｒ1 がオフ状態にされる。

【００７１】時刻ｔ6 で正転指令スイッチ３Ａが開かれ
た後、消勢時動作時間Ｔoff が経過して時刻ｔ8 に達す
ると、励磁コイルＲＹ1 からダイオードＤ4 を通して流
れていた電流が可動接点ｃ1 を固定接点ａ1 に接触した
状態に保つために必要なレベルよりも小さい値まで減衰
するため、可動接点ｃ1 が固定接点ａ1 から離れる。時
刻ｔ6 で正転指令スイッチ３Ａが開かれた後、所定の復
帰時間（消勢時動作時間Ｔoff に可動接点ｃ1 が固定接
点ａ1 の位置からｂ1 の位置まで変位するのに要する時
間を加えた時間）Ｔ6 （＞Ｔoff ）が経過すると、可動
接点ｃ1 が固定接点ｂ1 に接触した状態に復帰する。

【００７２】時刻ｔ9 で可動接点ｃ1 が固定接点ｂ1 に
接触した後、所定のバウンス時間Ｔ7 の間バウンシング
現象が生じ、時刻ｔ9 からバウンス時間Ｔ7 が経過した
時刻ｔ10において、可動接点ｃ1 が固定接点ｂ1 に安定
して接触した状態（安定状態）に落ち着く。

【００７３】本発明においては、正転指令スイッチ３Ａ
が開いた後（停止指令信号を発生した後）、積分電圧Ｖ
i が基準電圧Ｖr 以下になるまでに要する時間（第２の
遅れ時間）Ｔ5 を、正転指令スイッチ３Ａが開かれた後
（停止指令信号が発生した後）可動接点ｃ1 が固定接点
ａ1 から離れるまでに要する消勢時動作時間Ｔoff より
も短くするように、積分コンデンサＣ1 の放電時定数
（第２の時定数）を設定しておく。

【００７４】図１の回路において、ダイオードＤ6 の抵
抗分とトランジスタＴＲ3 のコレクタエミッタ間回路の
抵抗分とを無視して、抵抗Ｒ6 とＲ7 との並列合成抵抗
値をＲ［＝Ｒ6 Ｒ7 ／（Ｒ6 ＋Ｒ7 ）］とすると、消勢
時動作時間Ｔoff は下記の式により与えられる。

【００７５】 Ｔoff ＝−Ｒ×Ｃ1 ×ｌn ｛ｑ／（Ｃ1 ×Ｅ）｝ …（４） ｑ＝Ｃ1 ×Ｖr …（５） 上記のように設定しておくと、トランジスタＴＲ1 が電
機子電流を遮断した後に、可動接点ｃ1 が固定接点ａ1
から離れるため、電機子電流を遮断する際に可動接点ｃ
1 と固定接点ａ1 との間でアークが発生するのを防ぐこ
とができる。

【００７６】逆転指令スイッチ３Ｂが閉じられた際の動
作は、第２のリレーの励磁コイルＲＹ2 が励磁されて、
可動接点ｃ2 が固定接点ａ2 に接触させられる点を除き
上記の動作と同様である。第２のリレーの可動接点ｃ2
が固定接点ａ2 に接触した状態では、直流電源１−トラ
ンジスタＴＲ1 のエミッタコレクタ−固定接点ａ2 −可
動接点ｃ2 −電機子２−可動接点ｃ1 −固定接点ｂ1 −
直流電源１の経路で電機子電流が流れて、電動機が逆転
させられる。逆転指令スイッチ３Ｂが開かれた際の第２
のリレーの動作は、正転指令スイッチが開かれた際の第
１のリレーの動作と同様である。また逆転指令スイッチ
が操作されたときの許可信号禁止信号発生回路７Ａ及び
オンオフ制御回路７Ｂの動作は、正転指令スイッチが操
作された場合の動作と同様である。

【００７７】本発明においては、逆転指令スイッチ３Ｂ
が閉じてから（逆転指令信号を発生してから）、積分電
圧Ｖi が基準電圧Ｖr を超えるまでに要する時間（第１
の遅れ時間）Ｔ4 が、第２の励磁コイルＲＹ2 が励磁さ
れた後第２の可動接点ｃ2 が第２の入力側固定接点ａ2
に接触して安定するまでに要する励磁時動作安定時間Ｔ
onよりも長くなるように、積分コンデンサＣ1 の充電時
定数（第１の時定数）を設定する。第１のリレーの励磁
時動作時間Ｔonと第２のリレーの励磁時動作時間Ｔonと
の間に差がある場合には、第１の遅れ時間Ｔ4 がいずれ
か長い方の励磁時動作時間Ｔonよりも長くなるように積
分コンデンサＣ1 の充電時定数を設定する。

【００７８】本発明においてはまた、逆転指令スイッチ
３Ｂが停止指令信号を発生してから積分電圧Ｖi が基準
電圧Ｖr 以下になるまでに要する時間（第２の遅れ時
間）Ｔ5 が、停止指令信号が発生した後可動接点ｃ2 が
固定接点ａ2 から離れるまでに要する消勢時動作時間Ｔ
off よりも短くなるように、積分コンデンサＣ1 の放電
時定数（第２の時定数）を設定する。第１のリレーの消
勢時動作時間Ｔoff と第２のリレーの消勢時動作時間Ｔ
off との間に差がある場合には、第２の遅れ時間Ｔ5 が
いずれか短い方の消勢時動作時間Ｔoff よりも短くなる
ように、積分コンデンサＣ1 の放電時定数を設定する。

【００７９】上記の例では、電機子電流を制御する半導
体スイッチ素子としてＰＮＰトランジスタＴＲ1 を用い
たが、この半導体スイッチ素子は、オンオフ制御が可能
なものであればよく、ＮＰＮトランジスタや、ＦＥＴ等
の他の半導体スイッチ素子からなっていてもよい。

【００８０】上記の例では、ＰＷＭ制御回路６が設けら
れているが、ＰＷＭ制御回路が設けられない場合にも本
発明を適用することができる。ＰＷＭ制御回路が設けら
れない場合には、電機子電流制御用スイッチ回路５が、
電動機の起動、停止時、及び回転方向の切り換え時に電
機子電流のオンオフを行うためのみに用いられる。

【００８１】図１に示した装置において、ＰＷＭ制御回
路６が省略される場合には、アンド回路ＡＮ1 を省略し
て、比較器７０３の出力端子を直接スイッチ回路５の抵
抗Ｒ2 とＲ4 との接続点に接続すればよい。

【００８２】図１は、本発明に係わる装置の一構成例を
示したものにすぎず、電機子電流制御用スイッチ回路５
や、切換スイッチ回路４の構成は図示のものに限定され
るものではない。

【００８３】図１に示した例では、積分コンデンサＣ1
の放電回路に抵抗Ｒ7 を挿入しているが、リレーの可動
接点ｃ1 及びｃ2 がそれぞれ固定接点ａ1 及びａ2 から
離れる際にアークが発生しないようにするためには、リ
レーの可動接点ｃ1 及びｃ2がそれぞれ固定接点ａ1 及
びａ2 から離れるよりも前に積分電圧Ｖi を基準電圧Ｖ
r 以下にするように、積分コンデンサＣ1 の放電を速や
かに行わせればよいので、抵抗Ｒ7 の抵抗値を零にする
（抵抗Ｒ7 を省略する）こともできる。抵抗Ｒ7 の抵抗
値を零にした場合には、ダイオードＤ6 の抵抗分とトラ
ンジスタＴＲ3のコレクタエミッタ間回路の抵抗分と積
分コンデンサＣ1 の静電容量とにより、該積分コンデン
サの放電時定数（第２の時定数）が決まる。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、正転指
令信号または逆転指令信号が発生したときに、リレーの
接点が安定した状態になるまで電機子電流をオンオフ制
御する半導体スイッチ素子をオフ状態に保持し、リレー
の接点が安定した後に該半導体スイッチ素子をオン状態
にするようにしたので、リレーにバウンシング現象が生
じているときに、リレーの接点を通して電機子電流が流
れるのを阻止して、リレーの接点にアークが発生するの
を防ぐことができる。また停止指令信号が発生したとき
には、半導体スイッチ素子がオフ状態になった後に、リ
レーの接点の切換動作を行わせるようにしたため、リレ
ーの接点でアークが発生するのを防ぐことができる。

【００８５】このように、本発明によれば、電機子電流
のオンオフを必ず半導体スイッチ素子により行わせるよ
うにしたため、電機子電流の極性を切り換える回路を構
成するリレーの接点でアークが発生するのを防いで、接
点の消耗を防ぐことができ、リレーの寿命を長くするこ
とができる利点がある。

【００８６】またリレーの接点でアークが発生するのを
防ぐことができるため、該アークにより発生する電磁波
ノイズが周辺の制御回路や機器に悪影響を及ぼすのを防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる直流電動機駆動装置の一構成例
を示した回路図である。

【図２】図１の各部の電圧波形とリレーの接点のオンオ
フ動作とを示した波形図である。

【図３】従来の直流電動機駆動装置の構成を示した回路
図である。

【符号の説明】

１ 直流電源 ２ 直流電動機の電機子 ３ 運転指令回路 ３Ａ 正転指令スイッチ ３Ｂ 逆転指令スイッチ ４ 切換スイッチ回路 ４Ａ 第１のリレーの接点 ａ1 第１の入力側固定接点 ｂ1 第１の出力側固定接点 ｃ1 第１の可動接点 ＲＹ1 第１の励磁コイル ４Ｂ 第２のリレーの接点 ａ2 第２の入力側固定接点 ｂ2 第２の出力側固定接点 ｃ2 第２の可動接点 ＲＹ2 第２の励磁コイル ５ 電機子電流制御用スイッチ回路 ＴＲ1 トランジスタ（半導体スイッチ素子） ＴＲ2 トランジスタ Ｒ1 〜Ｒ4 抵抗 ６ ＰＷＭ制御回路 ＴＲ4 トランジスタ ７ スイッチ制御回路 ７Ａ 許可信号禁止信号発生回路 ７０１ 積分回路 Ｃ1 積分コンデンサ Ｒ5 〜Ｒ9 抵抗 Ｄ6 〜Ｄ9 ダイオード ＴＲ3 トランジスタ ７０２ 基準電圧発生回路 ７０３ 比較器 ７Ｂ オンオフ制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電動機を正回転及び逆回転させるこ
   とを指令する正転指令信号及び逆転指令信号と、該直流
   電動機を停止させることを指令する停止指令信号とを発
   生する運転指令回路と、前記正転指令信号が発生したと
   き及び逆転指令信号が発生したときに励磁され、停止指
   令信号が発生したときに消勢されるリレーの接点からな
   っていて、前記正転指令信号及び逆転指令信号に応じて
   前記直流電動機に供給する電機子電流の極性の切換えを
   行う切換スイッチ回路と、前記切換スイッチ回路を通し
   て流れる電機子電流をオンオフ制御するために前記切換
   スイッチ回路に対して直列に接続された半導体スイッチ
   素子を有する電機子電流制御用スイッチ回路とを備えた
   直流電動機駆動装置において、 前記正転指令信号の発生時刻から第１の遅れ時間が経過
   したとき、及び逆転指令信号の発生時刻から第１の遅れ
   時間が経過したときに前記半導体スイッチ素子をオン状
   態にし、前記停止指令信号の発生時刻から第２の遅れ時
   間が経過したときに前記半導体スイッチ素子をオフ状態
   にするスイッチ制御回路を具備し、 前記第１の遅れ時間は、前記リレーが励磁された後該リ
   レーの接点が切換動作を行って安定状態に落ち着くまで
   に要する励磁時動作安定時間よりも長く設定され、 前記第２の遅れ時間は、前記リレーが消勢された後該リ
   レーの接点が切換動作を行なうまでに要する消勢時動作
   時間よりも短く設定されていることを特徴とする直流電
   動機駆動装置。
2. 【請求項２】 直流電動機を正回転及び逆回転させるこ
   とを指令する正転指令信号及び逆転指令信号と、該直流
   電動機を停止させることを指令する停止指令信号とを発
   生する運転指令回路と、前記正転指令信号が発生したと
   き及び逆転指令信号が発生したときに励磁され、停止指
   令信号が発生したときに消勢されるリレーの接点からな
   っていて、前記正転指令信号及び逆転指令信号に応じて
   前記直流電動機に供給する電機子電流の極性の切換えを
   行う切換スイッチ回路と、前記切換スイッチ回路を通し
   て流れる電機子電流をオンオフ制御するために前記切換
   スイッチ回路に対して直列に接続された半導体スイッチ
   素子を有する電機子電流制御用スイッチ回路と、ＰＷＭ
   制御信号に応じて前記半導体スイッチ素子をオンオフさ
   せるＰＷＭ制御回路とを備えた直流電動機駆動装置にお
   いて、 前記正転指令信号の発生時刻から第１の遅れ時間が経過
   したとき、及び逆転指令信号の発生時刻から第１の遅れ
   時間が経過したときに許可信号を発生し、前記停止指令
   信号の発生時刻から第２の遅れ時間が経過したときに禁
   止信号を発生する許可信号禁止信号発生回路と、 前記許可信号が発生しているときに前記ＰＷＭ制御回路
   が前記半導体スイッチ素子をオン状態にするのを許可
   し、前記禁止信号が発生したときに前記ＰＷＭ制御回路
   が前記半導体スイッチ素子をオン状態にするのを禁止し
   て該半導体スイッチ素子をオフ状態に保持するオンオフ
   制御回路とを具備し、 前記第１の遅れ時間は、前記リレーが励磁された後該リ
   レーの接点が切換動作を行って安定状態に落ち着くまで
   に要する励磁時動作安定時間よりも長く設定され、 前記第２の遅れ時間は、前記リレーが消勢された後該リ
   レーの接点が切換動作を行なうまでに要する消勢時動作
   時間よりも短く設定されていることを特徴とする直流電
   動機駆動装置。
3. 【請求項３】 直流電源と、 直流電動機を正回転させることを指令する正転指令信号
   及び該直流電動機の正回転を停止させることを指令する
   停止指令信号を発生する正転指令スイッチと、前記直流
   電動機を逆回転させることを指令する逆転指令信号及び
   該直流電動機の逆回転を停止させることを指令する停止
   指令信号を発生する逆転指令スイッチとを備えた運転指
   令回路と、 前記正転指令スイッチが正転指令信号を発生したとき及
   び停止指令信号を発生したときにそれぞれ励磁状態及び
   非励磁状態にされる第１の励磁コイルと、第１の入力側
   固定接点と、前記直流電源の負極端子につながる回路に
   接続された第１の出力側固定接点と、前記直流電動機の
   電機子の一端に接続されていて前記第１の励磁コイルが
   励磁されたとき及び非励磁状態にされたときにそれぞれ
   前記第１の入力側固定接点及び第１の出力側固定接点に
   接触する第１の可動接点とを有する第１のリレーと、 前記逆転指令スイッチが逆転指令信号を発生したとき及
   び停止指令信号を発生したときにそれぞれ励磁状態及び
   非励磁状態にされる第２の励磁コイルと、前記第１の入
   力側固定接点に接続された第２の入力側固定接点と、前
   記直流電源の負極端子につながる回路に接続された第２
   の出力側固定接点と、前記直流電動機の電機子の他端に
   接続されていて前記第２の励磁コイルが励磁されたとき
   及び非励磁状態にされたときにそれぞれ前記第２の入力
   側固定接点及び第２の出力側固定接点に接触する第２の
   可動接点とを有する第２のリレーと、 前記第１及び第２の入力側固定接点の接続点と前記直流
   電源の正極側端子につながる回路との間に設けられて、
   前記直流電源から第１及び第２のリレーの接点を通して
   流れる電機子電流をオンオフする半導体スイッチ素子を
   有する電機子電流制御用スイッチ回路と、 ＰＷＭ制御信号に応じて前記半導体スイッチ素子をオン
   オフさせるＰＷＭ制御回路とを備えた直流電動機駆動装
   置において、 前記正転指令スイッチが正転指令信号を発生したとき及
   び前記逆転指令スイッチが逆転指令信号を発生したとき
   に積分コンデンサを第１の時定数で充電する充電回路と
   前記正転指令スイッチ及び逆転指令スイッチが共に停止
   指令信号を発生しているときに前記積分コンデンサを第
   ２の時定数で放電させる放電回路とを有する積分回路
   と、前記積分コンデンサの両端の電圧を基準電圧と比較
   して積分コンデンサの両端の電圧が基準電圧を超えてい
   るときに許可信号を発生し、前記積分コンデンサの両端
   の電圧が基準電圧以下になっているときに禁止信号を発
   生する比較器とからなる許可信号禁止信号発生回路と、 前記許可信号が発生しているときに前記ＰＷＭ制御回路
   が前記半導体スイッチ素子をオン状態にするのを許可
   し、前記禁止信号が発生したときに前記ＰＷＭ制御回路
   が前記半導体スイッチ素子をオン状態にするのを禁止し
   て該半導体スイッチ素子をオフ状態に保つオンオフ制御
   回路とを具備し、 前記正転指令信号または逆転指令信号が発生してから積
   分電圧が基準電圧を超えるまでに要する時間を、前記第
   １の励磁コイルが励磁された後前記第１の可動接点が第
   １の入力側固定接点に接触して安定状態に落ち着くまで
   に要する励磁時動作安定時間、及び前記第２の励磁コイ
   ルが励磁された後前記第２の可動接点が第２の入力側固
   定接点に接触して安定状態に落ち着くまでに要する励磁
   時動作安定時間のいずれよりも長くするように前記第１
   の時定数が設定され、 前記正転指令スイッチ及び逆転指令スイッチが停止指令
   信号を発生した後前記積分電圧が基準電圧以下になるま
   でに要する時間を、前記正転指令スイッチが停止指令信
   号を発生した後前記第１の可動接点が第１の入力側固定
   接点から離れるまでに要する消勢時動作時間、及び前記
   逆転指令スイッチが停止指令信号を発生した後前記第２
   の可動接点が第２の入力側固定接点から離れるまでに要
   する消勢時動作時間のいずれよりも短くするように前記
   第２の時定数が設定されていることを特徴とする直流電
   動機駆動装置。