JP2002112589A - ステッパモータの初期設定装置及び初期設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期設定のための指標を数字により明確に示
し、初期設定を確実かつ容易にできるようにし、かつ初
期設定時間を短縮できるようにしたステッパモータの初
期設定装置及び初期設定方法を提供する。 【解決手段】 跳ね返りステップから１電気サイクルの
半分のサイクルだけ、シフトしたステップをストッパ片
が固定ストッパに当接したタイミングに同期させて、励
磁信号をコイルに印加するように初期設定する。跳ね返
りステップでは、ステッパモータのロータの回転方向が
逆転するので、このステップは検知しやすく、この跳ね
返りステップさえ検知すれば、初期設定位置は上記のよ
うに半サイクルだけシフトさせるだけでよい。したがっ
て、初期設定のガイドラインとなる指標が明確になり、
容易且つ確実に初期設定が行えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッパモータの
初期設定装置及び初期設定方法に関し、特に、ステッパ
モータのロータに連動するストッパ片が固定ストッパに
当接するタイミングと、このステッパモータを駆動する
ための励磁信号中の安定ステップとを同期させるための
ステッパモータの初期設定装置及び初期設定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車速を表示するスピードメータや、エン
ジン回転数を指示するタコメータ等の車載メータには、
応答性や指示精度の要求に応えるため、近年ステッパモ
ータを使用したものが多用されている。しかしながら、
ステッパモータを用いて正確に指示を行わせるために
は、ステッパモータの回転に連動するストッパ片が固定
ストッパに当接するタイミングとそのステッパモータを
駆動するための励磁信号の安定ステップとの初期同期を
とっておく必要がある。

【０００３】上述のような初期同期は、通常、車載メー
タに等の組立工程において行われるが、従来において
は、ストッパ片が固定ストッパに当接するように、スト
ッパ片や同じくロータに連動する指針を押しつけてお
き、この時のロータの回転パターンに上記安定ステップ
を同期させることによって行われていた。又は、バック
ラッシュの量を見込んで上記初期設定を行ったりしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のやり方では、設定のガイドラインとなる指標が明
確でなく、モータ装置を構成する指針、ギア、その他の
構成部品の材質やギアの遊び等の影響もあり、バラツキ
が多い上、初期設定時間も長くかかるという問題があっ
た。

【０００５】よって本発明は、上述した現状に鑑み、初
期設定のための指標を数字により明確に示し、初期設定
を確実かつ容易にできるようにし、かつ初期設定時間を
短縮できるようにしたステッパモータの初期設定装置及
び初期設定方法を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載のステッパモータの初期設定装
置は、ステッパモータのロータに連動するストッパ片を
固定ストッパで定められたゼロ点に向かう方向に移動さ
せるための複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成
される励磁信号を前記ロータを回転させるためのコイル
に供給する励磁信号供給手段と、前記ロータの回転方向
が、前記第１の回転方向から、この第１の回転方向とは
逆方向である第２の回転方向に変化した時の前記励磁ス
テップである跳ね返りステップ番号を入力する跳ね返り
ステップ入力手段と、前記跳ね返りステップ番号から前
記１電気サイクルの半分のサイクルに対応する励磁ステ
ップ数だけシフトしたシフトステップ番号を算出するシ
フトステップ算出手段と、前記シフトステップ番号を前
記ストッパ片が前記固定ストッパに当接したタイミング
に同期させて、励磁信号を前記コイルに印加するように
初期設定する初期設定手段とを有することを特徴とす
る。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、励磁信号供
給手段は、ステッパモータのロータに連動するストッパ
片を固定ストッパで定められたゼロ点に向かう方向に移
動させるための複数の励磁ステップで１電気サイクルが
構成される励磁信号をロータを回転させるためのコイル
に供給する。跳ね返りステップ入力手段は、ロータの回
転方向が、第１の回転方向から、この第１の回転方向と
は逆方向である第２の回転方向に変化した時の励磁ステ
ップである跳ね返りステップ番号を入力する。シフトス
テップ算出手段は、跳ね返りステップ番号から１電気サ
イクルの半分のサイクルに対応する励磁ステップ数だけ
シフトしたシフトステップ番号を算出する。初期設定手
段は、上記シフトステップ番号をストッパ片が固定スト
ッパに当接したタイミングに同期させて、励磁信号をコ
イルに印加するように初期設定する。これにより、初期
設定のガイドラインとなる指標が明確になり、容易且つ
確実に初期設定が行えるようになる。

【０００８】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載のステッパモータの初期設定装置は、請求項１記
載の初期設定装置において、前記初期設定手段は、前記
ステッパモータを駆動させるモータドライバ回路に接続
された記憶手段へのデータ書込手段を含むことを特徴と
する。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、初期設定手
段に含まれるデータ書込手段により、モータドライバ回
路に接続された記憶手段に算出したデータを書き込むよ
うにすることにより、更にモータ組立工程における、初
期設定時間が短縮されるようになる。

【００１０】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載のステッパモータの初期設定装置は、請求項１記
載の初期設定装置において、前記シフトステップ番号を
表示するシフトステップ表示部を更に有することを特徴
とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、シフトステ
ップ番号を表示するシフトステップ表示部を更に有する
ので、書き込みデータを確認しながら初期設定ができる
ようになる。したがって、確実に初期設定ができるよう
になる。また、シフトステップ番号が表示されるので、
モータ組立工程における製品品質の確認にも利用でき
る。例えば、正確な初期設定が終了したかどうかを検査
するのにも利用できるようになる。

【００１２】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載のステッパモータの初期設定装置は、請求項３記
載の初期設定装置において、前記ステッパモータは、複
数個であり、複数のステッパモータに対応して算出され
た前記シフトステップ番号を、前記記憶手段に割り付け
られたデータの保管場所に対応づけて整列させる整列手
段を更に有することを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、本発明は、
複数個のステッパモータを使用する際、きわめて有効に
なる。すなわち、整列手段により、各ステッパモータに
対応したシフトステップ番号を記憶手段に割り付けられ
たデータの保管場所に対応づけて整列させるようにした
ので、一度にデータ書き込みができるようになり、複数
個のステッパモータを使用する際の初期設定時間、特に
書き込み工程に要する時間が大幅に短縮される。

【００１４】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載のステッパモータの初期設定装置は、請求項１〜
４いずれか記載のステッパモータの初期設定装置におい
て、前記ロータは、Ｎ極及びＳ極が交互に均等に着磁さ
れた５磁極対であり、前記励磁信号は、正弦波形に基づ
いて生成され、均等に割りあてられた３２の励磁ステッ
プから構成されることを特徴とする。

【００１５】請求項５記載の発明によれば、ロータはＮ
極及びＳ極が交互に均等に着磁された５磁極対であり、
励磁信号は、均等に割りあてられた３２の励磁ステップ
から構成される。このようにすることにより、滑らかに
ロータ制御ができるようになる。

【００１６】上記課題を解決するためになされた請求項
６記載のステッパモータの初期設定方法は、ステッパモ
ータのロータに連動するストッパ片を固定ストッパで定
められたゼロ点に向かう方向に移動させるための複数の
励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号を
前記ロータを回転させるためのコイルに供給する第１工
程と、前記ロータの回転方向が、前記第１の回転方向か
ら、この第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方
向に変化した時の前記励磁ステップである跳ね返りステ
ップ番号を取得する第２工程と、前記跳ね返りステップ
番号から前記１電気サイクルの半分のサイクルに対応す
る励磁ステップ数だけシフトしたシフトステップ番号を
算出する第３工程と、前記シフトステップ番号を前記ス
トッパ片が前記固定ストッパに当接したタイミングに同
期させて、励磁信号を前記コイルに印加するように初期
設定する第４工程とを有することを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明によれば、第１工程で
は、ステッパモータのロータに連動するストッパ片を固
定ストッパで定められたゼロ点に向かう方向に移動させ
るための複数の励磁ステップで１電気サイクルが構成さ
れる励磁信号をロータを回転させるためのコイルに供給
する。第２工程では、ロータの回転方向が、第１の回転
方向から、この第１の回転方向とは逆方向である第２の
回転方向に変化した時の励磁ステップである跳ね返りス
テップ番号を入力する。第３工程では、跳ね返りステッ
プ番号から１電気サイクルの半分のサイクルに対応する
励磁ステップ数だけシフトしたシフトステップ番号を算
出する。第４工程では、上記シフトステップ番号をスト
ッパ片が固定ストッパに当接したタイミングに同期させ
て、励磁信号をコイルに印加するように初期設定する。
これにより、初期設定のガイドラインとなる指標が明確
になり、容易且つ確実に初期設定が行えるようになる。

【００１８】上記課題を解決するためになされた請求項
７記載のステッパモータの初期設定方法は、請求項６記
載のステッパモータの初期設定方法において、前記第４
工程は、前記ステッパモータを駆動させるモータドライ
バ回路に接続された記憶手段へのデータ書き込み工程を
含むことを特徴とする。

【００１９】請求項７記載の発明によれば、第４工程に
含まれるデータ書き込み工程により、モータドライバ回
路に接続された記憶手段に、算出したデータを書き込む
ようにすることにより、更にモータ組立工程における、
初期設定時間が短縮されるようになる。

【００２０】上記課題を解決するためになされた請求項
８記載のステッパモータの初期設定方法は、請求項６記
載のステッパモータの初期設定方法において、前記シフ
トステップ番号を表示する第５工程を更に有することを
特徴とする。

【００２１】請求項８記載の発明によれば、シフトステ
ップ番号を表示するシフトステップ表示部を更に有する
ので、書き込みデータを確認しながら初期設定ができる
ようになる。したがって、確実に初期設定ができるよう
になる。また、シフトステップ番号が表示されるので、
モータ組立工程における製品品質の確認にも利用でき
る。例えば、正確な初期設定が終了したかどうかを検査
するのにも利用できるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１を用いて、本発明が適
用される装置に関して説明する。図１は、本発明が適用
される装置全体を示す概要図である。

【００２３】図１において、ステッパモータを駆動する
モータドライバ１は、駆動コイルＣ１及びＣ２にロータ
２を回転駆動するための励磁信号を供給する。この励磁
信号は、後述するが、基本的にＳＩＮ及びＣＯＳ波形に
基づいて生成された、均等に割り当てられた３２の励磁
ステップから構成されるものである。モータドライバ１
は、このモータドライバ１の基本機能である後述するフ
ィルタ処理やデータ変換等を行うＣＰＵを含んで構成さ
れるので、以後の説明では、モータドライバ１をドライ
バＣＰＵ又は単にＣＰＵとして説明することもある。

【００２４】相互に９０度の角度をもって配設された駆
動コイルＣ１及びＣ２に、回転駆動されるロータ２は、
ここでは、Ｎ極及びＳ極が交互に均等に着磁された５磁
極対であるとする。ロータ２は、中間ギア３及び出力ギ
ア４に連結されている。出力ギア４には、指針又はスト
ッパ片５が設けられている。

【００２５】この指針又はストッパ片５は、固定ストッ
パ６で定められる点をゼロ点として、励磁信号に応じた
ロータ２の回転に連動して回転移動し、図示しない所定
の目盛りを指示したりする。例えば、増速時には、指針
又はストッパ片５は、矢印で示すように時計回りに回転
移動し、逆に、減速時又はゼロ戻し時にはこの矢印とは
反対方向の半時計回りに回転移動する。

【００２６】また、モータドライバ１は、Ｉ／Ｆ８１及
びＩ／Ｆ９１を介して、それぞれイグニッションスイッ
チ８（ＩＧＮ８）及びスピードセンサ９に接続されてい
る。モータドライバ１は、ＩＧＮ８のＩＧＮオン又はオ
フに応答して、上記指針又はストッパ片５を零点に戻す
ための励磁信号を生成してコイルＣ１及びＣ２に供給す
る。更に、モータドライバ１は、スピードセンサ９から
送出される車速に応じたセンサ出力（スピードパルス）
を受け、指針又はストッパ片５を車速に応じた量だけ移
動させるための励磁信号を生成して、コイルＣ１及びＣ
２に供給する。

【００２７】更に、モータドライバ１は、車載バッテリ
から電源７が供給されている。モータドライバ１は、こ
の電源７がオンになったタイミングで、上記指針又はス
トッパ片５を零点に戻すための励磁信号を生成してコイ
ルＣ１及びＣ２に供給するようにしてもよい。

【００２８】また更に、モータドライバ１は、Ｅ２ＰＲ
ＯＭ１０が接続されている。このＥ２ＰＲＯＭ１０は、
書き換え可能な記憶手段であり、上記指針又はストッパ
片５が固定ストッパ６に当接するタイミングと後述する
励磁信号の安定ステップとの対応関係を示すデータ等を
格納する。このＥ２ＰＲＯＭ１０は、後述の初期設定装
置等の書込装置により、電気的に格納するデータを書き
換えることができる。

【００２９】更にまた、モータドライバ１は、後述の初
期設定装置と接続される接続端子ＤＲＸを有している。
この接続端子ＤＲＸを介して、モータドライバ１は、初
期設定装置から初期設定用のデータステップからなる励
磁信号又は指令信号を受け、コイルＣ１及びＣ２に初期
設定用のデータステップからなる励磁信号を供給する。

【００３０】なお、この例では、モータドライバ１は、
スピードメータに対応する１種類のモータ素子又は部品
（参照番号Ｃ１、Ｃ２、２、３、４、５及び６）のみ制
御するように記載しているが、時分割制御等によってス
ピードメータの他にタコメータ、燃料計、温度計等も制
御できるようにしてもよい。

【００３１】上記モータドライバ１は、１次フィルタ１
１、２次フィルタ１２、３次フィルタ１３、ＳＩＮ／Ｃ
ＯＳテーブル１４、出力回路１５、スピードフィルタ１
６、レジスタ１７及びＲＯＭ１８を含んで構成される。
このモータドライバ１は、基本的にＣＰＵによって構成
され、ステッパモータを駆動する励磁信号を生成する。

【００３２】上記１次フィルタ１１は、モータの最大回
転速度を制御するもので、指針制御信号（又は角度デー
タ）の変化量に応じた所定値を加減算することによっ
て、指針制御信号にフィルタ処理をする。２次フィルタ
１２は、１次フィルタ１１のフィルタ処理結果に所定時
間毎に加重平均処理をしてデータ変化量を平滑化する。
３次フィルタ１３は、２次フィルタ１２のフィルタ処理
結果に更に所定時間毎にステッパモータが脱調しないよ
うに加重平均処理をして、ＳＩＮ／ＣＯＳテーブル１４
に供給する。

【００３３】なお、このテーブル１４中に記載されてい
るＳ０、Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１２、Ｓ１６、Ｓ２０、Ｓ２４
及びＳ２８は、上記励磁信号を構成する３２のステップ
のうちの４ステップ毎のステップ番号を示すものであ
る。４ステップ毎のステップ間には、更にステップが存
在するが、例えば、Ｓ０とＳ４の間には、Ｓ２及びＳ３
が存在するが、ここでは説明を簡単にするため省略して
いる。各ステップに対応するロータ２の回転パターン
は、図５を用いて後述する。

【００３４】ＳＩＮ／ＣＯＳテーブル１４は、上記３次
フィルタ１３からのフィルタ処理結果を受け、マイクロ
ステップの励磁信号に相当するＳＩＮ／ＣＯＳデータを
生成する。出力回路１５は、ＳＩＮ／ＣＯＳテーブル１
４からのＳＩＮ／ＣＯＳデータに基づき、ロータ２を回
転させるため、コイルＣ１及びＣ２に供給される励磁信
号を所定電圧値として出力する。

【００３５】スピードフィルタ１６は、上述したスピー
ドセンサ９から供給されるスピードパルスをそれに相当
する角度データに変換して、上記１次フィルタ１１に出
力する。レジスタ１７は、励磁信号生成の過程でＥ２Ｐ
ＲＯＭ１０から転送されるモータの安定ポジションデー
タを一時的に格納するものである。ＲＯＭ１８は、ゼロ
戻し処理時に生成する励磁信号の目標角度データ等、Ｃ
ＰＵの処理に必要なデータを格納している。

【００３６】次に図２を用いて、本発明の一実施形態に
ついて説明する。図２（Ａ）及び（Ｂ）は共に、本発明
の一実施形態を示すブロック図である。特に、図２
（Ａ）は初期設定装置２０の概要を示すブロック図、図
２（Ｂ）は、図２（Ａ）の表示部の一例を示すブロック
図である。

【００３７】図２（Ａ）に示すように、初期設定装置２
０は、制御部２０１、シフトステップ表示部２０２、デ
ータステップ出力部２０３、跳ね返りステップ入力部２
０４、及び書き込みデータ出力２０５を含んで構成され
る。

【００３８】制御部２０１は、ステッパモータのロータ
２に連動する指針又はストッパ片５を固定ストッパ６で
定められたゼロ点に向かう方向に移動させるための３２
の励磁ステップで１電気サイクルが構成される励磁信号
を、モータドライバ１の接続端子ＤＲＸ接続されるデー
タステップ出力部２０３を介して、モータドライバ１に
供給する。このデータステップ出力部２０３は、Ｅ２Ｐ
ＲＯＭ１０との接続端子、接続線、インターフェース等
を含んで構成される。上述の制御部２０１の機能及びデ
ータステップ出力部２０３は、請求項記載の励磁信号供
給手段及び第１工程に相当する。

【００３９】なお、制御部２０１は、データステップ出
力部２０３を介して、上記モータドライバ１に指令信号
を送り、上記モータドライバ１に含まれる各フィルタ、
テーブル、出力回路を利用して、上述と同様、ステッパ
モータのロータ２に連動する指針又はストッパ片５を固
定ストッパ６で定められたゼロ点に向かう方向に移動さ
せるための励磁信号を生成させるようにしてもよい。ま
たなお、図示していないが上記励磁信号又は指令信号の
送出指令をするスイッチが制御部２０１に接続されてい
る。

【００４０】跳ね返りステップ入力部２０４は、請求項
記載の跳ね返りステップ入力手段（及び第２工程）に相
当し、ロータの回転方向が、ゼロ点に向かう方向（請求
項記載の第１の回転方向）から、これとは逆方向に変化
した時のステップ番号（跳ね返りステップ番号）を入力
するものである。この跳ね返りステップ入力部２０４
は、例えば、プッシュスイッチを利用して、ロータに連
動する指針の跳ね上がりを目視で確認した時に、スイッ
チが押下されることによって、このときのステップ番号
が上記跳ね返りステップ番号として、上記励磁信号供給
手段から取得され、後述の制御部２０１のシフトステッ
プ算出手段に入力されるようにすればよい。

【００４１】上記制御部２０１は、請求項記載のシフト
ステップ算出手段（及び第３工程）を有し、この算出手
段では、跳ね返りステップ入力手段からの上記跳ね返り
ステップ番号から１電気サイクルの半分のサイクル（１
電気サイクルを３６０度とした時の１８０度に相当する
励磁ステップ数）に対応する励磁ステップ数だけシフト
したシフトステップ番号を算出し、シフトステップ表示
部２０２に供給する。このシフト値の根拠は、図５を用
いて後述する。

【００４２】上記制御部２０１のシフトステップ算出手
段により算出されたシフトステップ番号を受けて、シフ
トステップ表示部２０２は、シフトステップ番号を表示
する。表示部２０２は、例えば、ＬＥＤを用いて表示さ
れ、この表示部２０２の表示例は、図２（Ｂ）に示され
る。図２（Ｂ）に示す表示例では、モータドライバに、
上記データステップを送信させ、上記跳ね返りステップ
番号を入力した時、１電気サイクルで１８０度ずれた値
（シフトステップ番号）は、励磁ステップ１６であるこ
とを示している。このシフトステップ表示部２０２は、
請求項記載のシフトステップ表示手段及び第５工程に相
当する。

【００４３】上述のように、シフトステップ番号が表示
されるので、書き込みデータを確認しながら初期設定が
できるようになる。したがって、確実に初期設定ができ
るようになる。また、シフトステップ番号が表示される
ので、モータ組立工程における製品品質の確認にも利用
できる。例えば、正確な初期設定が終了したかどうかを
検査するのにも利用できるようになる。

【００４４】書き込みデータ出力２０５は、上記シフト
ステップ算出手段で算出された上記シフトステップ番号
に基づくデータを、制御部２０１の制御により、モータ
ドライバ１に接続されたＥ２ＰＲＯＭ１０へのデータ書
込をするため、Ｅ２ＰＲＯＭ１０のデータ書込端子に接
続される接続端子、接続線、インターフェース等を含ん
で構成される。また、図示していないが、上記書き込み
開始を指令するスイッチが制御部２０１に接続されてい
る。このＥ２ＰＲＯＭ１０に格納されるデータに基づい
てモータドライバ１は、ストッパ片５が固定ストッパ６
に当接したタイミングに安定ステップを同期させて、励
磁信号をコイルＣ１及びＣ２に印加することになる。上
述の制御部２０１の機能及び書き込みデータ出力２０５
は、請求項記載の初期設定手段及び第４工程に相当す
る。

【００４５】上述のようにモータドライバ１に接続され
たＥ２ＰＲＯＭ１０に、算出したデータを書き込むよう
にすることにより、更にモータ組立工程における、初期
設定時間が短縮されるようになる。

【００４６】更に、図３を用いて、上記制御部２０１が
行うデータ処理の過程で生成されるデータの一例につい
て説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は共に、本発明の一
実施形態のデータ処理の過程で生成されるデータの一例
を示す説明図である。

【００４７】図３（Ａ）において、モータドライバ１に
図中のデータステップで示すステップ番号を送った時
の、各データステップ番号にそれぞれ対応するシフトシ
フトステップ番号である表示データを示す。上述したよ
うに、１電気サイクルは均等に割りあてられた３２の励
磁ステップから構成されるので、例えば、データステッ
プ０に対して表示データは１電気サイクルで１８０度ず
れた１６となる。同様に、データステップ２８、２４、
２０、１６、１２、８及び４には、表示データ１２、
８、４、０、２８、２４及び２０が対応する。例えば、
組立工程において、指針がデータステップ０で跳ね返っ
た場合、表示データは１６になるので、そのモータの安
定ステップは１６になることがわかる。なお、本例で
は、上記４ステップ毎にデータを生成するようにしてい
るが、これを２ステップ毎、或いは１ステップ毎等にし
てもよい。

【００４８】上述したように、モータドライバ１はスピ
ードメータ（ＳＰＥＥＤ）の他にタコメータ（ＴＨＣＨ
Ｏ）、燃料計（ＴＡＮＫ）、温度計（ＴＥＭＰ）を制御
する場合、Ｅ２ＰＲＯＭ１０には、各メータに対応する
各安定ステップデータに関するデータが格納されてい
る。Ｅ２ＰＲＯＭ１０にはＳＰＥＥＤ、ＴＨＣＨＯ、Ｔ
ＡＮＫ及びＴＥＭＰの順でデータを格納しているものと
する。

【００４９】そこで、上記制御部２０１は、上記各メー
タ用の複数のステッパモータに対応して算出された上記
シフトステップ番号を、Ｅ２ＰＲＯＭ１０における格納
順序に対応づけて、図３（Ｂ）に示すように、整列させ
る。このように各ステッパモータに対応したシフトステ
ップ番号を記憶手段に割り付けられたデータの保管場所
に対応づけて整列させるようにしたので、一度にデータ
書き込みができるようになり、複数個のステッパモータ
を使用する際の初期設定時間、特に書き込み工程に要す
る時間が大幅に短縮される。なお、ここで示す制御部２
０１の機能は、請求項記載の整列手段に相当する。

【００５０】最後に、図４及び図５を用いて、本実施形
態で用いられる励磁信号の波形例及び励磁ステップとロ
ータの回転パターンとの関係、及び上記シフト値の根拠
について説明する。

【００５１】ここで示す例では、ロータは、Ｎ極及びＳ
極が交互に均等に着磁された５磁極対であり、励磁信号
は、均等に割りあてられた３２の励磁ステップから構成
されるものと想定する。このようにすることにより、滑
らかにロータ制御ができるようになる。

【００５２】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図１に示す
コイルＣ１、Ｃ２に供給される励磁信号の波形の例を示
す。

【００５３】コイルＣ１、Ｃ２に供給される２相の励磁
信号は、相互に９０度の位相差を有する２相の正弦波に
基づいている。この図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すよ
うに、１電気サイクル（又は１サイクルと記載）が３２
の励磁ステップで構成される２相の励磁信号が上記モー
タドライバ１から出力され、コイルＣ１、Ｃ２に供給さ
れる。コイルＣ１、Ｃ２に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）
のうちのいずれの相の励磁信号が供給されるかは、ロー
タ２に対するコイルＣ１、Ｃ２の配置、ロータの回転方
向等を考慮して決められる。例えば、増速時には、図４
（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す波形の励磁信号を図中、左
から右に進む方向に各コイルに供給し、減速時又はゼロ
戻し時にはこれとは逆方向に供給する。

【００５４】図５は、本発明の一実施形態で用いられる
励磁ステップとロータの回転パターンとの関係を示す図
である。この図に示す例は、正常なゼロ戻し時（上記ゼ
ロ点に指針又はストッパ片を戻す時）にロータが、図
中、矢印で示す方向に徐々に回転するものと想定してい
る。

【００５５】説明を簡単にするために、上記励磁信号を
構成する３２のステップのうちの４ステップ毎のステッ
プ番号に対応するロータの回転パターンのみを示してい
る。この図の四角形で囲まれた参照番号Ｓ０、Ｓ２８、
Ｓ２４、Ｓ２０、Ｓ１６、Ｓ１２、Ｓ８、及びＳ４は、
４ステップ毎のステップ番号を示す。実際には、励磁信
号の１サイクルは、Ｓ０、Ｓ３１、Ｓ３０、Ｓ２９、Ｓ
２８、Ｓ２７、Ｓ２６、Ｓ２５、Ｓ２４、Ｓ２３、Ｓ２
２、Ｓ２１、Ｓ２０、Ｓ１９、Ｓ１８、Ｓ１７、Ｓ１
６、Ｓ１５、Ｓ１４、Ｓ１３、Ｓ１２、Ｓ１１、Ｓ１
０、Ｓ９、Ｓ８、Ｓ７、Ｓ６、Ｓ５、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２
及びＳ１からなる均等に割り当てられた３２のステップ
で構成されているので、例えば、Ｓ０とＳ２８との間に
は、Ｓ３１、Ｓ３０及びＳ２９が存在する。図に示す他
のステップ間も同様である。なお、この例では、ゼロ戻
し時を想定しているので、ステップ番号は降べきの順に
記載している。

【００５６】ロータも同様に、この図に示す８つの回転
パターンの間に徐々に角度変移する回転パターンが存在
し、上記Ｓ０〜Ｓ１の３２のステップにそれぞれ対応す
る回転パターンを有する。括弧内に示す数字は、上記各
ステップに対応したロータの回転角を示す。この例で
は、ロータの時計回りを正転方向とし、ゼロ戻し時に
は、図中、矢印で示す半時計回りにロータが回転すると
想定しているので、括弧内に示す数字にはマイナス
（−）を付す。

【００５７】正常時には、図に示すＳ０に示すロータの
回転パターンに、図１で示したロータに連動する指針又
はストッパ片５が固定ストッパ６に当接するように設定
されている。このようなＳ０が、上述してきた安定ステ
ップに相当する。

【００５８】ロータを駆動するコイルに印加される励磁
信号がＳ０、Ｓ２８、Ｓ２４、…、と移行するに応じ
て、正常時には、ロータはこの図に示すように４ステッ
プで９度ずつ矢印方向に回転していく。上述したよう
に、実際には、励磁信号の１サイクルは、３２のステッ
プで構成されているので、例えば、Ｓ０とＳ２８との間
には、Ｓ３１、Ｓ３０及びＳ２９が存在する。図に示す
他のステップ間も同様である。したがって、ロータもこ
の図に示す回転パターンの間に存在する回転パターンを
徐々に取りながら、図に示すような４ステップ毎の回転
パターンになる。

【００５９】ロータが上記のように１０極で、ギアレシ
オが３６：１の場合、１サイクルで出力ギアが２度回転
することになる。１サイクルは、３２の均等なステップ
で構成されているので、１ステップで出力ギアは、０．
０６２５度回転することになる。

【００６０】ところで、Ｓ０でコイルに印加される励磁
信号を構成する２相の波形のＣＯＳ値をそれぞれ１及び
０とし、その時の図に示すロータの回転パターンに連動
して指針又はストッパ片５が固定ストッパ６に当接して
いるとして、この当接後も励磁信号をＳ０、…、Ｓ２
８、…、Ｓ２４、…、と印加し続けていくと、ロータ
は、指針又はストッパ片５の固定ストッパ当接によって
矢印方向に回転できないが、安定ステップＳ０から半電
気サイクルだけシフトしたＳ１６に到達すると矢印方向
とは逆方向に回転し始める。

【００６１】すなわち、本実施形態は、ロータの回転方
向が逆転するステップから半電気サイクル（１８０度）
だけシフトしたステップは安定ステップである、逆に言
えば、安定ステップから半電気サイクルだけシフトした
ステップでロータの回転方向は逆転するという現象を利
用して、指針又はストッパ片５が固定ストッパ６に当接
した際のロータの回転パターンと、この時に印加する励
磁信号の安定ステップとの同期を取って、初期設定して
いる。

【００６２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、跳ね返りステップから１電気サイクルの半分のサイ
クルだけ、シフトしたステップをストッパ片が固定スト
ッパに当接したタイミングに同期させて、励磁信号をコ
イルに印加するように初期設定する。跳ね返りステップ
では、ステッパモータのロータの回転方向が逆転するの
で、このステップは検知しやすく、この跳ね返りステッ
プさえ検知すれば、初期設定位置は上記のようにシフト
させるだけでよい。したがって、初期設定のガイドライ
ンとなる指標が明確になり、容易且つ確実に初期設定が
行えるようになる。この結果、モータ組立工程におい
て、初期設定時間が大幅に短縮され、高精度の初期設定
が可能になる。

【００６３】なお、ゼロ戻し時のロータの回転方向は本
実施形態に示した方向に限定するものではない。コイル
Ｃ１及びＣ２の配極変更、ストッパの位置変更等も可能
である。例えば、ゼロ位置検出時のみに出現するストッ
パにより定められる位置を上記ゼロ位置としてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、跳ね返りステップから１電気サイクルの半
分のサイクル（１電気サイクルを３６０度とした時の１
８０度に相当する励磁ステップ数）だけ、シフトしたス
テップをストッパ片が固定ストッパに当接したタイミン
グに同期させて、励磁信号をコイルに印加するように初
期設定する。跳ね返りステップでは、ステッパモータの
ロータの回転方向が逆転するので、このステップは検知
しやすく、この跳ね返りステップさえ検知すれば、初期
設定位置は上記のようにシフトさせるだけでよい。した
がって、初期設定のガイドラインとなる指標が明確にな
り、容易且つ確実に初期設定が行えるようになる。この
結果、モータ組立工程において、初期設定時間が大幅に
短縮され、高精度の初期設定が可能になる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、初期設定手
段に含まれるデータ書込手段により、モータドライバ回
路に接続された記憶手段に算出したデータを書き込むよ
うにすることにより、更にモータ組立工程における、初
期設定時間が短縮されるようになる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、シフトステ
ップ番号を表示するシフトステップ表示部を更に有する
ので、書き込みデータを確認しながら初期設定ができる
ようになる。したがって、確実に初期設定ができるよう
になる。また、シフトステップ番号が表示されるので、
モータ組立工程における製品品質の確認にも利用でき
る。例えば、正確な初期設定が終了したかどうかを検査
するのにも利用できるようになる。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、複数個のス
テッパモータを使用する際、きわめて有効になる。すな
わち、整列手段により、各ステッパモータに対応したシ
フトステップ番号を記憶手段に割り付けられたデータの
保管場所に対応づけて整列させるようにしたので、一度
にデータ書き込みができるようになり、複数個のステッ
パモータを使用する際の初期設定時間、特に書き込み工
程に要する時間が大幅に短縮される。

【００６８】請求項５記載の発明によれば、ロータはＮ
極及びＳ極が交互に均等に着磁された５磁極対であり、
励磁信号は、均等に割りあてられた３２の励磁ステップ
から構成される。このようにすることにより、滑らかに
ロータ制御ができるようになる。

【００６９】請求項６記載の発明によれば、跳ね返りス
テップから１電気サイクルの半分のサイクルだけ、シフ
トしたステップをストッパ片が固定ストッパに当接した
タイミングに同期させて、励磁信号をコイルに印加する
ように初期設定する。跳ね返りステップでは、ステッパ
モータのロータの回転方向が逆転するので、このステッ
プは検知しやすく、この跳ね返りステップさえ検知すれ
ば、初期設定位置は上記のようにシフトさせるだけでよ
い。したがって、初期設定のガイドラインとなる指標が
明確になり、容易且つ確実に初期設定が行えるようにな
る。この結果、モータ組立工程において、初期設定時間
が大幅に短縮され、高精度の初期設定が可能になる。

【００７０】請求項７記載の発明によれば、第４工程に
含まれるデータ書き込み工程により、モータドライバ回
路に接続された記憶手段に、算出したデータを書き込む
ようにすることにより、更にモータ組立工程における、
初期設定時間が短縮されるようになる。

【００７１】請求項８記載の発明によれば、シフトステ
ップ番号を表示する第５工程を更に有するので、書き込
みデータを確認しながら初期設定ができるようになる。
したがって、確実に初期設定ができるようになる。ま
た、シフトステップ番号が表示されるので、モータ組立
工程における製品品質の確認にも利用できる。例えば、
正確な初期設定が終了したかどうかを検査するのにも利
用できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される装置全体を示す概要図であ
る。

【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は共に、本発明の一実施
形態を示すブロック図である。

【図３】図３（Ａ）及び（Ｂ）は共に、本発明の一実施
形態のデータ処理の過程で生成されるデータの一例を示
す説明図である。

【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は共に、本発明の一実施
形態で用いられる励磁信号の波形の一例を示す波形図で
ある。

【図５】本発明の一実施形態で用いられる励磁ステップ
とロータの回転パターンとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ モータドライバ ２ ロータ ３ 中間ギア ４ 出力ギア ５ 指針又はストッパ片 ６ 固定ストッパ ７ 電源 ８ イグニッションスイッチ ９ スピードセンサ １０ Ｅ２ＰＲＯＭ １１ １次フィルタ １２ ２次フィルタ １３ ３次フィルタ １４ ＳＩＮ／ＣＯＳテーブル １５ 出力回路 １６ スピードフィルタ １７ レジスタ ２０ 初期設定装置 ８１、９１ Ｉ／Ｆ ２０１ 制御部 ２０２ シフトステップ表示部 ２０３ データステップ出力部 ２０４ 跳ね返りステップ入力 ２０５ 書込データ出力部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステッパモータのロータに連動するスト
   ッパ片を固定ストッパで定められたゼロ点に向かう方向
   に移動させるための複数の励磁ステップで１電気サイク
   ルが構成される励磁信号を前記ロータを回転させるため
   のコイルに供給する励磁信号供給手段と、 前記ロータの回転方向が、前記第１の回転方向から、こ
   の第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に変
   化した時の前記励磁ステップである跳ね返りステップ番
   号を入力する跳ね返りステップ入力手段と、 前記跳ね返りステップ番号から前記１電気サイクルの半
   分のサイクルに対応する励磁ステップ数だけシフトした
   シフトステップ番号を算出するシフトステップ算出手段
   と、 前記シフトステップ番号を前記ストッパ片が前記固定ス
   トッパに当接したタイミングに同期させて、励磁信号を
   前記コイルに印加するように初期設定する初期設定手段
   と、 を有することを特徴とするステッパモータの初期設定装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のステッパモータの初期設
   定装置において、 前記初期設定手段は、前記ステッパモータを駆動させる
   モータドライバ回路に接続された記憶手段へのデータ書
   込手段を含むことを特徴とするステッパモータの初期設
   定装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のステッパモータの初期設
   定装置において、 前記シフトステップ番号を表示するシフトステップ表示
   部を更に有することを特徴とする初期設定装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のステッパモータの初期設
   定装置において、 前記ステッパモータは、複数個であり、 複数のステッパモータに対応して算出された前記シフト
   ステップ番号を、前記記憶手段に割り付けられたデータ
   の保管場所に対応づけて整列させる整列手段を更に有す
   ることを特徴とするステッパモータの初期設定装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか記載のステッパモ
   ータの初期設定装置において、 前記ロータは、Ｎ極及びＳ極が交互に均等に着磁された
   ５磁極対であり、 前記励磁信号は、正弦波形に基づいて生成され、均等に
   割りあてられた３２の励磁ステップから構成されること
   を特徴とするステッパモータの初期設定装置。
6. 【請求項６】 ステッパモータのロータに連動するスト
   ッパ片を固定ストッパで定められたゼロ点に向かう方向
   に移動させるための複数の励磁ステップで１電気サイク
   ルが構成される励磁信号を前記ロータを回転させるため
   のコイルに供給する第１工程と、 前記ロータの回転方向が、前記第１の回転方向から、こ
   の第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に変
   化した時の前記励磁ステップである跳ね返りステップ番
   号を取得する第２工程と、 前記跳ね返りステップ番号から前記１電気サイクルの半
   分のサイクルに対応する励磁ステップ数だけシフトした
   シフトステップ番号を算出する第３工程と、 前記シフトステップ番号を前記ストッパ片が前記固定ス
   トッパに当接したタイミングに同期させて、励磁信号を
   前記コイルに印加するように初期設定する第４工程と、 を有することを特徴とするステッパモータの初期設定方
   法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のステッパモータの初期設
   定方法において、 前記第４工程は、前記ステッパモータを駆動させるモー
   タドライバ回路に接続された記憶手段へのデータ書き込
   み工程を含むことを特徴とするステッパモータの初期設
   定方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載のステッパモータの初期設
   定方法において、 前記シフトステップ番号を表示する第５工程を更に有す
   ることを特徴とするステッパモータの初期設定方法。