JP2001051076A - ステッピングモータの回転検出方法、およびこれを用いた電子時計 - Google Patents
ステッピングモータの回転検出方法、およびこれを用いた電子時計Info
- Publication number
- JP2001051076A JP2001051076A JP22433399A JP22433399A JP2001051076A JP 2001051076 A JP2001051076 A JP 2001051076A JP 22433399 A JP22433399 A JP 22433399A JP 22433399 A JP22433399 A JP 22433399A JP 2001051076 A JP2001051076 A JP 2001051076A
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- rotation
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステッピングモータにおいて、確実なロータ
の回転検出方法を提案し、さらに本方法を電子時計に適
応して時間精度の高い時計を実現する。 【解決手段】 永久磁石を有するロータと、磁路を形成
する軟磁性材料からなるステータと、ステータに捲回さ
れた駆動コイルと、駆動パルスを発生させる駆動回路と
前記ロータの回転を検出する検出回路を備えた制御部
と、を有するステッピングモータにおいて、前記駆動パ
ルス印加終了から回転検出パルス印加開始までの間、前
記駆動コイル端を開放状態とする。
の回転検出方法を提案し、さらに本方法を電子時計に適
応して時間精度の高い時計を実現する。 【解決手段】 永久磁石を有するロータと、磁路を形成
する軟磁性材料からなるステータと、ステータに捲回さ
れた駆動コイルと、駆動パルスを発生させる駆動回路と
前記ロータの回転を検出する検出回路を備えた制御部
と、を有するステッピングモータにおいて、前記駆動パ
ルス印加終了から回転検出パルス印加開始までの間、前
記駆動コイル端を開放状態とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの回転検出方法、特に電子時計などに適したステッピ
ングモータの回転検出方法に関するものである。
タの回転検出方法、特に電子時計などに適したステッピ
ングモータの回転検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】用途に応じて様々な形状および駆動方法
のステッピングモータが存在する。その用途の中で代表
的なものが電子時計である。ここでは、電子時計のステ
ッピングモータを例に従来技術を示す。図３にステッピ
ングモータを用いた電子時計１２の主要部分の一例を示
す。この電子時計１２は、ステッピングモータ１１と、
駆動パルスを発生させる駆動回路４と前記ロータの回転
を検出する検出回路５を備えた制御部６と、からなるス
テッピングモータ１１と、このステッピングモータ１１
を駆動する制御部６と、ステッピングモータ１１の動き
を伝達する輪列１０、および輪列１０によって運針され
る秒針７、分針８および時針９を備えている。ステッピ
ングモータ１１は、制御部６から供給される駆動パルス
が印加される駆動コイル３と、この駆動コイル３によっ
て励磁されるステータ２と、このときステータ２に発生
する電磁力で回転するロータ１を備えており、ロータ１
がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ
型（永久磁石回転型）のステッピングモータ１１となっ
ている。ロータ１とステータ２との間には、磁気抵抗の
差によって生じるディテントトルクが存在しており、所
定の位置関係で安定している。
のステッピングモータが存在する。その用途の中で代表
的なものが電子時計である。ここでは、電子時計のステ
ッピングモータを例に従来技術を示す。図３にステッピ
ングモータを用いた電子時計１２の主要部分の一例を示
す。この電子時計１２は、ステッピングモータ１１と、
駆動パルスを発生させる駆動回路４と前記ロータの回転
を検出する検出回路５を備えた制御部６と、からなるス
テッピングモータ１１と、このステッピングモータ１１
を駆動する制御部６と、ステッピングモータ１１の動き
を伝達する輪列１０、および輪列１０によって運針され
る秒針７、分針８および時針９を備えている。ステッピ
ングモータ１１は、制御部６から供給される駆動パルス
が印加される駆動コイル３と、この駆動コイル３によっ
て励磁されるステータ２と、このときステータ２に発生
する電磁力で回転するロータ１を備えており、ロータ１
がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ
型（永久磁石回転型）のステッピングモータ１１となっ
ている。ロータ１とステータ２との間には、磁気抵抗の
差によって生じるディテントトルクが存在しており、所
定の位置関係で安定している。
【０００３】従来のステッピングモータ１１に、電圧1
V、パルス幅3.9msの駆動パルスを印加したときの駆動コ
イル３に流れる電流波形を図４に示す。図中Aの電流が
流れるか否かでロータ１の回転または非回転を判別して
いる。すなわち、図中Aの波形が出現するタイミング
で、回転検出用の周波数の高いチョッパパルスを供給し
て、ロータ１の回転によって誘起された逆誘導電圧を増
幅して検出し、ある閾値以上の起電圧が検出されたとき
はロータ１は回転したと判定し、ある閾値以上の起電圧
が検出されないときはロータ１は非回転であると判定し
ている。ここでは、駆動パルスを印加終了してから回転
検出パルスを印加するまでの間、駆動コイル３端は短絡
状態となっている。
V、パルス幅3.9msの駆動パルスを印加したときの駆動コ
イル３に流れる電流波形を図４に示す。図中Aの電流が
流れるか否かでロータ１の回転または非回転を判別して
いる。すなわち、図中Aの波形が出現するタイミング
で、回転検出用の周波数の高いチョッパパルスを供給し
て、ロータ１の回転によって誘起された逆誘導電圧を増
幅して検出し、ある閾値以上の起電圧が検出されたとき
はロータ１は回転したと判定し、ある閾値以上の起電圧
が検出されないときはロータ１は非回転であると判定し
ている。ここでは、駆動パルスを印加終了してから回転
検出パルスを印加するまでの間、駆動コイル３端は短絡
状態となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子時計は急速
な低消費電力化が進んで来た。低消費電力化を実現する
手段はいろいろあるが、最も現実的かつ即効的な方法は
ロータ磁石の磁束数を低減させることである。ロータ磁
石の磁束数を低減させることでロータを所望の位置に保
持するためのディテントトルクが低減しロータが回転し
やすくなるためである。しかし、ロータが回転すること
により発生する逆起電圧は磁束数に比例するため、磁石
の磁束数を低減させると逆起電圧も減少し回転検出がし
難くなる。ロータが正常に回転したにもかかわらず逆起
電圧が低く回転検出がされない場合、さらに強いパルス
が印加されてロータを回転させるので、結果的に表示時
間に狂いが生じる。この現象は時計という計時機器にと
っては致命的な欠陥である。
な低消費電力化が進んで来た。低消費電力化を実現する
手段はいろいろあるが、最も現実的かつ即効的な方法は
ロータ磁石の磁束数を低減させることである。ロータ磁
石の磁束数を低減させることでロータを所望の位置に保
持するためのディテントトルクが低減しロータが回転し
やすくなるためである。しかし、ロータが回転すること
により発生する逆起電圧は磁束数に比例するため、磁石
の磁束数を低減させると逆起電圧も減少し回転検出がし
難くなる。ロータが正常に回転したにもかかわらず逆起
電圧が低く回転検出がされない場合、さらに強いパルス
が印加されてロータを回転させるので、結果的に表示時
間に狂いが生じる。この現象は時計という計時機器にと
っては致命的な欠陥である。
【０００５】そこで、本発明のうち請求項１記載の発明
は、ステッピングモータにおいて回転検出を確実に行う
ためにより高い逆起電圧を得ることを目的としたもであ
る。請求項２記載の発明は、請求項１記載のステッピン
グモータの回転検出方法を電子時計に適用し回転検出を
確実に行い表示時間精度の向上を目的としたものであ
る。
は、ステッピングモータにおいて回転検出を確実に行う
ためにより高い逆起電圧を得ることを目的としたもであ
る。請求項２記載の発明は、請求項１記載のステッピン
グモータの回転検出方法を電子時計に適用し回転検出を
確実に行い表示時間精度の向上を目的としたものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のうち請求項１記載のステッピン
グモータの回転検出方法は、永久磁石を有するロータ
と、磁路を形成する軟磁性材料からなるステータと、ス
テータに捲回された駆動コイルと、駆動パルスを発生さ
せる駆動回路と前記ロータの回転を検出する検出回路を
備えた制御部と、を有するステッピングモータにおい
て、前記駆動パルス印加終了から回転検出パルス印加開
始までの間、前記駆動コイル端を開放状態としたことを
特徴とする。
の手段として、本発明のうち請求項１記載のステッピン
グモータの回転検出方法は、永久磁石を有するロータ
と、磁路を形成する軟磁性材料からなるステータと、ス
テータに捲回された駆動コイルと、駆動パルスを発生さ
せる駆動回路と前記ロータの回転を検出する検出回路を
備えた制御部と、を有するステッピングモータにおい
て、前記駆動パルス印加終了から回転検出パルス印加開
始までの間、前記駆動コイル端を開放状態としたことを
特徴とする。
【０００７】上記構成によれば、ロータの回転を確実に
検出できるステッピングモータを実現できる。
検出できるステッピングモータを実現できる。
【０００８】請求項２記載の電子時計は、請求項１記載
のステッピングモータの回転検出方法を用いたことを特
徴とする。
のステッピングモータの回転検出方法を用いたことを特
徴とする。
【０００９】上記構成によれば、回転検出を確実に行い
表示時間の誤差の極めて少ない電子時計を提案すること
ができる。
表示時間の誤差の極めて少ない電子時計を提案すること
ができる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施の形態を、電子時計１２
について図面に基づいて説明する。
について図面に基づいて説明する。
【００１２】図１に、本発明の実施の形態に係る電子時
計１２の概略構成を示してある。本例の電子時計１２
は、ステッピングモータ１１を制御部６によって駆動
し、ステッピングモータ１１の動きを輪列１０を介して
秒針７、分針８および時針９に伝達して運針を行うよう
になっている。ステッピングモータ１１および輪列１
０、さらに、制御部６などのハードウェアの基本構成は
従来例の図３と同様である。
計１２の概略構成を示してある。本例の電子時計１２
は、ステッピングモータ１１を制御部６によって駆動
し、ステッピングモータ１１の動きを輪列１０を介して
秒針７、分針８および時針９に伝達して運針を行うよう
になっている。ステッピングモータ１１および輪列１
０、さらに、制御部６などのハードウェアの基本構成は
従来例の図３と同様である。
【００１３】次に、本例の回転検出方法について説明す
る。従来技術の説明において、ロータ１が回転すること
により駆動コイル３端に発生する逆起電圧は磁束数に比
例すると説明したが、逆起電圧はその他に、コイル巻数
とコイル鎖交磁束の速度、すなわちロータ１の回転速度
にも比例する。したがって、高い回転検出用の逆起電圧
を得るためには、磁束数を多くするか、コイル巻数を多
くするか、ロータ１の回転速度を高くする、という三通
りの方法が考えられる。しかし、少ない電気エネルギー
で回転させるためには磁束数を小さくしてディテントト
ルクを低減する必要があるし、コイルを巻きすぎると抵
抗が増大して電流が投入し難くなるという問題を抱えて
いる。以上より、ここではロータ１の回転速度を上げる
ことを考える。従来の電子時計用ステッピングモータ１
１では、駆動パルスを印加終了してから回転検出パルス
を印加するまでの間、駆動コイル３端は短絡状態となっ
ていた。駆動コイル３が短絡していると電流が流れ、銅
損が発生してブレーキ作用を及ぼしロータ１の回転速度
は減少する。この現象を防ぐために、駆動パルスを印加
終了してから回転検出パルスを印加するまでの間、駆動
コイル３端を開放状態とした。開放状態では電流は流れ
ないので銅損が発生しない。したがって、ロータ１の回
転速度はあまり低下しない。従来と同様のステッピング
モータ１１に、電圧1V、パルス幅3.9msの駆動パルスを
印加したとき、本実施例における回検出方法を適用した
場合、すなわち駆動パルスを印加終了してから回転検出
パルスを印加するまでの間、駆動コイル端を開放状態と
した場合に、駆動コイルに流れる電流波形を図２に示
す。図中Bの波形が出現するタイミングで、回転検出用
の周波数の高いチョッパパルスを供給して、ロータ１の
回転によって誘起された逆誘導電圧を増幅して検出し、
ある閾値以上の起電圧が検出されたときはロータ１は回
転したと判定し、ある閾値以上の起電圧が検出されない
ときはロータ１は非回転であると判定している。従来例
の図４中Aの絶対最大値は0.046mAであるのに対し、本実
施例の図２中Bの絶対最大値は0.17mAと従来技術の3.7倍
の値を得た。これは本実施例の方が3.7倍検出し易いこ
とを意味している。
る。従来技術の説明において、ロータ１が回転すること
により駆動コイル３端に発生する逆起電圧は磁束数に比
例すると説明したが、逆起電圧はその他に、コイル巻数
とコイル鎖交磁束の速度、すなわちロータ１の回転速度
にも比例する。したがって、高い回転検出用の逆起電圧
を得るためには、磁束数を多くするか、コイル巻数を多
くするか、ロータ１の回転速度を高くする、という三通
りの方法が考えられる。しかし、少ない電気エネルギー
で回転させるためには磁束数を小さくしてディテントト
ルクを低減する必要があるし、コイルを巻きすぎると抵
抗が増大して電流が投入し難くなるという問題を抱えて
いる。以上より、ここではロータ１の回転速度を上げる
ことを考える。従来の電子時計用ステッピングモータ１
１では、駆動パルスを印加終了してから回転検出パルス
を印加するまでの間、駆動コイル３端は短絡状態となっ
ていた。駆動コイル３が短絡していると電流が流れ、銅
損が発生してブレーキ作用を及ぼしロータ１の回転速度
は減少する。この現象を防ぐために、駆動パルスを印加
終了してから回転検出パルスを印加するまでの間、駆動
コイル３端を開放状態とした。開放状態では電流は流れ
ないので銅損が発生しない。したがって、ロータ１の回
転速度はあまり低下しない。従来と同様のステッピング
モータ１１に、電圧1V、パルス幅3.9msの駆動パルスを
印加したとき、本実施例における回検出方法を適用した
場合、すなわち駆動パルスを印加終了してから回転検出
パルスを印加するまでの間、駆動コイル端を開放状態と
した場合に、駆動コイルに流れる電流波形を図２に示
す。図中Bの波形が出現するタイミングで、回転検出用
の周波数の高いチョッパパルスを供給して、ロータ１の
回転によって誘起された逆誘導電圧を増幅して検出し、
ある閾値以上の起電圧が検出されたときはロータ１は回
転したと判定し、ある閾値以上の起電圧が検出されない
ときはロータ１は非回転であると判定している。従来例
の図４中Aの絶対最大値は0.046mAであるのに対し、本実
施例の図２中Bの絶対最大値は0.17mAと従来技術の3.7倍
の値を得た。これは本実施例の方が3.7倍検出し易いこ
とを意味している。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のステッ
ピングモータの回転検出方法により、ステッピングモー
タの回転検出を確実に行うためにより高い逆起電圧を得
ることを実現できる。また、本発明のステッピングモー
タの回転検出方法を電子時計に適用して回転検出を確実
に行い、表示時間精度の高い電子時計を実現できる。
ピングモータの回転検出方法により、ステッピングモー
タの回転検出を確実に行うためにより高い逆起電圧を得
ることを実現できる。また、本発明のステッピングモー
タの回転検出方法を電子時計に適用して回転検出を確実
に行い、表示時間精度の高い電子時計を実現できる。
【図１】本発明の実施の形態に係るステッピングモータ
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】本発明のステッピングモータの回転駆動方法を
電子時計に適用したときの電流波形を示す図である。
電子時計に適用したときの電流波形を示す図である。
【図３】従来のステッピングモータの概略構成を示す図
である。
である。
【図４】従来のステッピングモータの回転駆動方法を電
子時計に適用したときの電流波形を示す図である。
子時計に適用したときの電流波形を示す図である。
１・・ロータ ２・・ステータ ３・・駆動コイル ４・・駆動回路 ５・・検出回路 ６・・制御部 ７・・秒針 ８・・分針 ９・・時針 １０・・輪列 １１・・ステッピングモータ １２・・電子時計
Claims (2)
- 【請求項１】 永久磁石を有するロータと、磁路を形成
する軟磁性材料からなるステータと、ステータに捲回さ
れた駆動コイルと、駆動パルスを発生させる駆動回路と
前記ロータの回転を検出する検出回路を備えた制御部
と、を有するステッピングモータにおいて、前記駆動パ
ルス印加終了から回転検出パルス印加開始までの間、前
記駆動コイル端を開放状態としたことを特徴とするステ
ッピングモータの回転検出方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータの回
転検出方法を用いたことを特徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22433399A JP2001051076A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | ステッピングモータの回転検出方法、およびこれを用いた電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22433399A JP2001051076A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | ステッピングモータの回転検出方法、およびこれを用いた電子時計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001051076A true JP2001051076A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16812124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22433399A Withdrawn JP2001051076A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | ステッピングモータの回転検出方法、およびこれを用いた電子時計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001051076A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100949447B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2010-03-29 | 모토로라 인코포레이티드 | 스텝핑 모터의 정지 상태 검출 방법 및 장치 |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22433399A patent/JP2001051076A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100949447B1 (ko) * | 2001-12-21 | 2010-03-29 | 모토로라 인코포레이티드 | 스텝핑 모터의 정지 상태 검출 방법 및 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061107 |