JP2530430B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はステツピングモータにより移送される被駆動
体の位置検出装置に関するものである。

［従来技術およびその問題点］ 従来、ステツピングモータを用いた位置決め装置にお
いては、イニシヤルポジシヨンを検出するために、例え
ばイニシヤルポジシヨンにホトセンサを設け、被駆動体
にホトセンサの光路を遮断する突出片等を備え、該突出
片がホトセンサの光路を遮断することにより被駆動体の
イニシヤルポジシヨン移動を検出していた。しかし、ホ
トセンサには駆動用信号線及び検出用信号線が不可欠で
あり、これら信号線を配線しなければならず面倒であつ
た。また、ホトセンサにゴミ等が付着すると検出誤まり
を発生する欠点があつた。

また、ホトセンサに変え、イニシヤル位置にマイクロ
スイツチを設け、該マイクロスイツチのオン／オフによ
りイニシヤル位置を検出するものもあつたが、やはりマ
イクロスイツチよりの信号線の配線が避けられなかつ
た。また、マイクロスイツチは機械的接点を有し、信頼
性に問題があつた。

［発明の目的］ 本発明は上述従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、イニシヤルポジシヨンよりの信号線の配線等の不用
な、また、機械的接点等もない信頼性の高い位置検出装
置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 上述の目的を達成する一手段として、ステツピングモ
ータを駆動する駆動手段と、該駆動手段で駆動されたス
テツピングモータの非励磁相に発生する逆起電力を検出
する検出手段と、被駆動体の位置決め箇所に配設された
該被駆動体のそれ以上の移送を阻止するストツパとを備
え、検出手段は駆動手段により駆動されるステツピング
モータの回転により移送される被駆動体がストツパに当
接し、その後のステツピングモータの励磁する相により
定まる安定位置に逆転する際に発生する逆起電力を検出
することにより所定位置到達を検出する。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に
説明する。

第１図は本発明に係る一実施例のモータ制御回路部の
ブロツク図であり、図中１はステツピングモータ４の駆
動制御を行なう制御部、２は制御部１の制御に従いステ
ツピングモータ４を駆動する駆動回路、３はステツピン
グモータ45の励磁相を制御し、ステツピングモータ４の
相励磁信号A,,B,を出力する相励磁制御回路、５は
ステツピングモータ４の非励磁相に発生する逆起電力を
検出する逆起電力検出回路であり、本実施例ではＡ相の
逆起電力を検出可能としている。

なお、ステツピングモータ４は１ステツプ18度回転の
PM型モータであり、バイポーラ駆動、１相励磁により回
転制御される。

以上の構成により駆動されるステツピングモータを写
真機の絞り制御に応用した例を第２図に示す。

第２図において、６はステツピングモータ４の駆動軸
であり、駆動軸６にはギヤ７が軸支されている。20は写
真機の自動絞り機構であり、自動絞り機構20の最外周部
には、外周部の一部にギヤ７と常時噛合する外周ギヤ部
23を備える駆動リング21が回動自在に配設されており、
ステツピングモータ４の回転に従い回動する。この駆動
リング21には内周部に突出する突片22が配設されてお
り、該突片22は絞り羽根31を開閉する絞りリング25を矢
印Ｂ方向に弾圧するバネ28の弾圧力で絞りリング25の突
出部25aの先端の上方立上げ部26と接しており、駆動リ
ング21の回動に従い絞りリング25を回動させる。この駆
動リング21及び絞りリング25の回動はベース35の絞り開
放状態のイニシヤル位置に配設されたイニシヤルストツ
パ29及び絞り込み状態の位置に配設された絞り位置スト
ツパ30により規制されている。

また、ベース35に植設されたピン32にはそれぞれ絞り
羽根31が回動自在に軸着されており、絞り羽根31に配設
された長孔33には、絞りリング25に植設された絞り羽根
駆動ピン27が挿通されており、絞り羽根31は絞りリング
25の矢印Ａ方向の回転により絞りが開放、矢印Ｂ方向の
回転により絞り込み状態となる。絞りリング25には該絞
りリング25を矢印Ｂ方向に弾圧するバネ28の一方端が係
止されており、バネ28の他方端はベース35に係止されて
いる。

自動絞り機構20はステツピングモータ４に電源が供給
されていない時には、バネ28のバネ力とステツピングモ
ータの無通電時の所謂デテント停止トルクとの兼合いに
もよるが、該実施例によるバネ28はメカ伝達機構のガタ
取り機構を主体としているので、そのバネ力は小さく、
絞りリング25の位置は上記バネ力とデテント停止トルク
とのバランスで定まる位置にあり、この位置は任意であ
る。ここで写真機のレリーズスイツチ等が押下され、レ
リーズが開始されると、制御部１はまず駆動回路２を制
御して絞りを全開とする。この絞り全開はステツピング
モータ４を逆回転させ、駆動リング21を第２図矢印Ａ方
向に上方立上げ部26がイニシヤルストツパ29に当接する
まで回転させることにより行なう。この絞り全開位置検
出の詳細は後述する。

そしてここで不図示の測光部で測光を行ない、測光情
報を制御部１に送る。測光情報を受信した制御部１は、
絞り全開（イニシヤル位置）位置より測光結果に対応し
た量だけステツピングモータ４を正転させ、絞り機構20
の駆動リング21を矢印Ｂ方向に回転させ、適正絞りとす
る。そしてシヤツタを動作させ、フイルム上に露光さ
せ、撮影を終了する。そしてその後、次の撮影に備えて
再びステツピングモータ４を逆転させ、絞りリング25が
イニシヤルストツパ29に当接するまで回転させる。

ここで、イニシヤルストツパ29への当接検出処理を第
３図（Ａ）のタイミングチヤートも参照して以下に説明
する。

ステツピングモータ４の回転停止位置（安定位置）は
励磁相によつて定まり、第３図（Ａ）のフエーズ１より
フエーズ６に示す各励磁相を励磁した場合に、例えば最
下段に示すａ〜ｆの各停止位置に位置決めされる。

このステツピングモータ４のロータマグネツトの励磁
相により定まる１極の停止位置の例を第３図（Ｂ）に示
す。第３図（Ｂ）はPM型ヨーク（歯）の展開図であり、
図中のａ〜ｆが停止位置を示している。

今、第３図（Ａ），（Ｂ）に示すｂ位置を所望の全開
位置（イニシヤル位置）としたい場合を例に説明する。

この場合に第２図に示すイニシヤルストツパ29はモー
タ停止位置のｃ位置とｄ位置の間に設定する。そして第
３図（Ａ）に示す様に順次各励磁相を励磁していく、こ
の場合の励磁は第２図矢印Ａ方向への回転である逆転駆
動信号を与える。

モータはフエーズ１〜３に対応して、順次ａ〜ｃ位置
に回転位置決めされる。そしてフエーズ４を与えた時に
は、イニシヤルストツパ29がｃ位置とｄ位置間にあるた
め、本来の安定位置であるｄ位置にはならず、イニシヤ
ルストツパ29に圧接した状態となる。そしてさらにフエ
ーズ５に示す励磁信号を与えてもｅ位置に到達すること
ができず、イニシヤルストツパ29圧接位置に保持される
ことになる。ここで更にフエーズ６に示すＢ相励磁信号
を与えた場合を考えると、Ｂ相励磁時の安定位置はｂ位
置又はｆ位置であることより、イニシヤルストツパ29位
置よりｂ位置又はｆ位置間を比べるとｂ位置の方がより
近いため、モータ駆動軸６は今までとは逆回転してｂ位
置に安定する。即ち、通常のモータ回転時のロータの１
ステップ分の移動ではなく、イニシヤルストッパ29位置
であるｃ位置とｄ位置の間よりｂ位置までほぼ２ステッ
プ分今までとは逆回転することになる。この場合には回
転方向が逆となり、回転量も多いことより、非励磁相、
例えばＡ相には、通常の逆回転時に発生する逆起電力に
比し大きな逆起電力が発生する。

従って、逆起電力検出回路５においてこの大きな逆起
電力が発生したことが検出され、制御部１に認識され、
ステツピングモータ４がイニシヤル位置に到達したこと
が検出される。この検出後は、制御部１は駆動回路２、
相励磁制御回路３を介してステツピングモータ４に対
し、イニシヤル位置を保持させるための保持電圧を与え
て、イニシヤル位置を確実に維持させて、正転開始待機
状態におく。

その後、制御部１は上述の如く測光を行ない、駆動回
路２にステツピングモータ４の正転を指示し、測光結果
に基づいて所定量のクロツクパルスを相励磁制御回路３
に与えるのみで、ステツピングモータ４をイニシヤル位
置よりクロツクパルス量だけ正転方向に回転させ、絞り
リング25を矢印Ｂ方向に回転させて適正絞りとすること
ができる。そして適正絞りでの撮影を行なう。

以上の説明において、イニシヤルストツパ29位置はｃ
位置とｄ位置間に設定したが、バネ28のバネ力の強さに
よつてはｄ位置、又はｄ位置とｅ位置間に配設してもよ
い。

以上の説明では１相励磁の場合について行なつたが、
本発明はこれに限るものではなく、２相励磁においても
ユニポーラ駆動を行なえばMNI全く同様の制御でイニシ
ヤル位置到達検出が行なえる。

また、１−２相励磁についても適用可能であり、この
１−２相励磁を行なつた場合のタイミングチヤートを第
４図（Ａ）に、この場合のロータマグネツトの停止位置
を第４図（Ｂ）に示す。

第４図において、ｃ位置をイニシヤル位置に設定する
場合を例に説明する。

この場合には、イニシヤルストツパ20位置をｆ位置と
ｇ位置の間、又はバネ28のバネ力とモータトルクとの関
係によつてはｇ位置とｈ位置の間等にも設定することが
できる。

そしてステツピングモータ４をフエーズ１〜フエーズ
７の如く駆動し、モータ４のロータの安定位置をｆ位置
とする。そして更にフエーズ８とした時には絞りリング
25の上方立上げ部26がイニシヤルストツパ29に圧接し、
それ以降の矢印Ａ方向への回転が阻止される。その後、
フエーズ９〜11の励磁によつても、安定点はストツパ位
置の方が近いため、イニシヤルストツパ29位置への圧接
位置に保たれる。更にフエーズ12に示す励磁状態とする
ことにより、Ｂ相励磁での安定点であるｃ位置とｋ位置
とではｃ位置の方が近いため、モータの逆転が起き、非
励磁相であるＡ相に逆起電力が発生する。この逆起電力
パルス41を逆起電力検出回路５で検出することにより、
イニシヤル位置への到達を検出できる。

逆起電力検出回路５がＡ相に発生する逆起電力のみで
なく、他の相に発生する逆起電力をも検出可能とすれ
ば、イニシヤルストツパ29の位置及びイニシヤル位置を
更に自由に設定することができる。

また、本実施例は写真機の絞り機構のみでなく、各種
ステツピングモータを使用した機構に応用することがで
きる。例えば、電子スチルカメラ用のフロツピーデイス
ク駆動装置等に用いられ、撮像データを記録する２イン
チの磁気デイスク装置の磁気ヘツドシーク機構に応用し
た例を第５図（Ａ）に示す。

図中、４はステツピングモータ、６は駆動軸、７は駆
動軸６に軸止されたギヤ、51はギヤ、51はギヤ７と常時
噛合するスクリユーシヤフト52に軸支された従動ギヤ、
52はヘツドキヤリツジ53に螺合し、回転に従いヘツドキ
ヤリツジ53を移動させるスクリユーシヤフトである。ヘ
ツドキヤリツジ53には磁気ヘツド54が配設されている。
56はヘツドキヤリツジ53を磁気デイスク60の中心方向に
引張るバネであり、スクリユーシヤフト52とヘツドキヤ
リツジ53間の遊びを除去し、精度を確保している。ま
た、55はイニシヤルストツパであり、ヘツドキヤリツジ
53がイニシヤルストツパ55に当接し、その後のステツピ
ングモータ４の励磁相により定まるイニシヤル安定位置
の時に磁気ヘツド54が磁気デイスクの“1"トラツク（最
外周トラツク）アクセス位置となる様に設定される。

磁気デイスク装置のトラツク幅は非常に微細であるの
で、このイニシヤルストツパ55位置の調整は非常に面倒
になる。このため、イニシヤルストツパとして偏心ピン
を用いた例を第５図（Ｂ）に示す。第５図（Ｂ）におい
て、57はベースに植設されたピンであり、ピン57に偏心
ストツパ体58が嵌入されており、偏心ストツパ体58を回
転させて固定することにより、ヘツドキヤリツジ53の当
接位置が図のｄに示す１トラツク幅相当分の範囲内で調
整可能である。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、所定位置検出にホ
トセンサやマイクロスイツチを使用する必要がなく、不
用な信号線の引き回しの必要のない、簡単な構成で非常
に信頼性の高い位置検出装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のステツピングモータ制
御部のブロツク図、 第２図は第１図に示すステツピングモータ制御部を写真
機の絞り機構に応用した状態を示す図、 第３図（Ａ）は本実施例の１相励磁の場合の所定位置検
出タイミングチヤート、 第３図（Ｂ）は本実施例の１相励磁の場合のロータマグ
ネツトの停止位置を示すPM型ヨーク展開図、 第４図（Ａ）は本実施例の１−２相励磁の場合の所定位
置検出タイミングチヤート、 第４図（Ｂ）は本実施例の１−２相励磁の場合のロータ
マグネツトの停止位置を示すPM型ヨーク展開図、 第５図（Ａ），（Ｂ）は本実施例のステツピングモータ
制御部を磁気デイスク装置のシーク機構に応用した状態
を示す図である。 図中、１……制御部、２……駆動回路、３……相励磁制
御回路、４……ステツピングモータ、５……逆起電力検
出回路、６……ステツピングモータ駆動軸、7,51……ギ
ヤ、21……駆動リング、22……突片、23……外周ギヤ
部、25……絞りリング、26……上方立上げ部、28,56…
…バネ、29,55……イニシヤルストツパ、31……絞り羽
根、40,41……逆起電力パルス、52……スクリユーシヤ
フト、53……ヘツドキヤリツジ、54……磁気ヘツド、58
……偏心ストツパ体である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステツピングモータにより移送される被駆
   動体の位置検出装置であつて、 前記ステツピングモータを駆動する駆動手段と、 該駆動手段で駆動された前記ステツピングモータの非励
   磁相に発生する逆起電力を検出する検出手段と、 前記被駆動体の位置決め箇所に配設された該被駆動体の
   それ以上の移送を阻止するストツパとを備え、 前記検出手段は前記駆動手段により駆動されるステツピ
   ングモータの回転により移送される前記被駆動体が前記
   ストツパに当接し、その後の前記ステツピングモータの
   励磁する相により定まる安定位置に逆転する際に発生す
   る正規の回転時に比し大きな逆起電力を検出することに
   より前記被駆動体の所定位置到達を検出することを特徴
   とする位置検出装置。