JP2776438B2 - ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はステッピングモータの駆動装置、詳しくは、
カメラのオートフォーカスや絞り制御等のため、あるい
は、ハンドヘルド用コンピュータのヘッドアクセス等の
ために使用されるステッピングモータの駆動装置に関す
る。 ［従来の技術］ 周知のように、ステッピングモータを上記装置のアク
チュエータとして使用する場合、環境温度が低下すれ
ば、粘性抵抗が増大して負荷トルクが増加するから、モ
ータのトルク不足による脱調、つまり回転不能になって
回転が停止してしまう現象が発生する虞れがある。加う
るに、温度が低下すれば、ステッピングモータの駆動装
置に電源を供給する電池の性能も劣化するから、モータ
のトルク不足がより著しくなる。 ところで、ステッピングモータは、駆動するパルス信
号の周波数，つまり単位時間当たりのモータの回転数が
低下すると、発生するトルクが増大するという特性があ
る。そこで、従来は、環境温度が低いときでも脱調せず
に充分に回転できるように、予じめ低い周波数のパルス
信号で駆動するようにしていた。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述従来例では環境温度が高い場合で
も、低い周波数で回転されることになるから、装置とし
ての位置決めに要する時間が長くなってしまうという問
題点があった。 ところで、環境温度を検出し、温度が低いときには、
ステッピングモータを駆動するパルス信号の周波数を下
げて低速回転にすれば位置決めに要する時間はかかって
も、脱調することなしに回転させることができる。ま
た、温度が高いときは、パルス駆動周波数を上げて高速
回転にしても充分なトルクを得るので、脱調する虞れが
なく、位置決めに必要な時間を短縮することができる。 そこで、本発明の目的は、上述した点に鑑み、ステッ
ピングモータを駆動するパルス信号の周波数を環境温度
に応じて変化させることにより、従来のステッピングモ
ータの駆動装置が有していた問題点を解消した駆動装置
を提供するにある。 ［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明によるステッピングモータの駆動装置は、上記
問題点を解決するために、温度検出手段と、該温度検出
手段により検出された温度が相対的に高いときはステッ
ピングモータを駆動するパルス信号の周波数を相対的に
高くし、該温度検出手段により検出された温度が相対的
に低いときはステッピングモータを駆動するパルス信号
の周波数を相対的に低くするように変化させる手段と、
を具備したことを特徴とし、環境温度が低いときには、
パルス信号の周波数を低下させて脱調の恐れなくステッ
ピングモータを駆動し、環境温度が高い場合には、パル
ス信号の周波数を高くして位置決めに要する時間を短縮
させる。 ［実 施 例］ 第１図は、本発明の一実施例を示すステッピングモー
タの駆動装置の回路図である。この第１図に示される駆
動装置では、温度“高”を検出する第１の基準電圧と、
温度“低”を検出する第２の基準電圧とを設定すること
により、ステッピングモータを駆動するパルス信号の周
波数を高速，中速，低速と３分割して制御するようにし
ている。 第１図において、符号１は、このステッピングモータ
の駆動装置に直流電源を供給するための電池で、この電
池１の電圧は、抵抗R₁を介して定電圧ダイオードZD₁に
供給されて第１の基準電圧Vr1を生じ、同基準電圧Vr1は
比較器２の反転入力端子に印加される。上記第１の基準
電圧Vr1は、さらに抵抗R₂とR₃で分圧され、第２の基準
電圧Vr2となって比較器３の非反転入力端子に供給され
る。また、比較器２の非反転入力端子と比較器３の反転
入力端子には、温度センサ７から環境温度に対応した電
圧が供給されるようになっている。この温度センサ７
は、例えば、ポジスタのような正の温度係数を有する温
度−電圧変換素子を内蔵している。 比較器２と３の各出力は、CPU4に供給されて論理演算
されたのち、ドライバ５を介して、図示しないアクチュ
エータ作動させるためのステッピングモータ６に供給さ
れる。 このように構成された本実施例装置は次のように作動
する。今、環境温度が充分に高い場合、センサ出力電圧
Vmは第１の基準電圧Vr1より高いので、表１に示すよう
に、比較器２の出力は“H"となり、比較器３の出力は
“L"となる。 また、環境温度が大きく低下すると、センサ出力電圧Vm
は、第２の基準電圧Vr2よりも低くなるので、表１に示
すように、比較器２の出力レベルは“L"となり、比較器
３の出力レベルは“H"となる。さらにまた、環境温度が
上述の中間の状態にあるときは、センサ出力電圧Vmが第
１の基準電圧Vr1よりは低く、第２の基準電圧Vr2よりは
高くなるから、表１に示すように、比較器２と３の出力
レベルは何れも“L"となる。 このような比較器２と３の出力がCPU4に供給される
と、CPU4は第２図に示すフローチャートに従ってステッ
ピングモータを駆動するパルス信号の周波数を変化させ
る制御動作を行ない、本実施例の駆動装置が作動する。 即ち、CPU4は第２図に示すように、まず、比較器２の
出力の論理レベルをチェックし、これが“H"の場合に
は、環境温度“高”と判断し、高速のパルス周波数を選
択する。また、この比較器２の出力の論理レベルが“L"
の場合には、次に、比較器３の出力の論理レベルをチェ
ックし、“H"なら環境温度“低”と判断して低速のパル
ス周波数を選択する。比較器３の出力の論理レベルも
“L"の場合は、環境温度が“高”と“低”の中間の温度
と判断し、中速のパルス周波数を選択する。このように
してパルス周波数の選択が終ったら、その選択された周
波数でドライバ５を介しステッピングモータ６がパルス
駆動される。 第３図（Ａ）は環境温度“高”の場合、第３図（Ｂ）
は環境温度“中”の場合、第３図（Ｃ）は環境温度
“低”の場合、のそれぞれについてステッピングモータ
を駆動するパルス信号の周波数を時間の関数として示し
た線図で、立上がり，立下がり部分が傾斜した台形とな
っている。これらの図から分るように、環境温度の
“高",“中",“低”に応じ、脱調を回避して所要のトル
クを確保するように、フラット部分のパルス周波数をf
_MA＞f_MB＞f_MCのように変えている。また、立上がり，立
下がり部分の傾斜角θもθ_Ａ＞θ_Ｂ＞θ_Ｃのように、パ
ルス周波数の変化率を落して、加速に必要なトルクを抑
えている。この理由は、立上がり，立下がり部分の傾き
に相当する加速度が大になるほど、モータの必要とする
トルクが増えてくるので、環境温度の低下に伴い、立上
がり，立下がり部分の傾斜を緩やかにすることによっ
て、環境温度の低下によるトルク低下を防ぎ、これによ
って脱調現象を防止しようとするものである。 ところで、ステッピングモータの移動量は、単位時間
当り回転数と時間との積に相当するので、第３図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の各図についてステッピングモ
ータの移動量が等しければ、面積も等しいはずである。
従って、環境温度が低い場合には、第３図（Ｃ）に示す
ように、周波数つまり単位時間当りの回転数が低くな
り、時間をかけて作動することによりトルクが増大して
脱調現象が防止される。逆に、環境温度が高い時は、第
３図（Ａ）に示すように、周波数が高くなるので、短時
間で制御目標位置に位置決めされる。 以上の説明では、ステッピングモータを駆動するパル
ス信号の周波数は、台形状に変化させたが、立上がり，
立下がり部分をステップ状に急峻に変化させてもよいこ
とは勿論である。また、環境温度を３分割する例につい
て述べたが、もっも細かく分割すれば、よりきめ細かな
制御ができることはいうまでもない。 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、環境温度が低下
した場合、ステッピングモータを駆動するパルス信号の
周波数、つまり単位時間当りの回転数を下げ、時間をか
けて駆動するので、トルク不足により、モータが脱調し
てしまうという最悪の状態を防止でき、また、逆に環境
温度が高くなったときは、パルス信号の周波数を高くす
るので、位置決めによる制御時間を短くすることができ
る等の顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係るステッピングモータ
の駆動装置の電気回路図、 第２図は、上記第１図中のCPUのフローチャート、 第３図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、上記第１図に示す装
置で、環境温度の変化により、ステッピングモータを駆
動するパルス信号の時間に対するパルス周波数の変化を
示した各線図である。 １……電池 2,3……比較器（パルス信号の周波数を変化させる手
段） ４……CPU（パルス信号の周波数を変化させる手段） ６……ステッピングモータ ７……温度センサ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．温度検出手段と、 該温度検出手段により検出された温度が相対的に高いと
   きはステッピングモータを駆動するパルス信号の周波数
   を相対的に高くし、該温度検出手段により検出された温
   度が相対的に低いときはステッピングモータを駆動する
   パルス信号の周波数を相対的に低くするように変化させ
   る手段と、 を具備したことを特徴とするステッピングモータの駆動
   装置。