JP2872964B2 - 駆動モータ - Google Patents
駆動モータInfo
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- JP2872964B2 JP2872964B2 JP8110374A JP11037496A JP2872964B2 JP 2872964 B2 JP2872964 B2 JP 2872964B2 JP 8110374 A JP8110374 A JP 8110374A JP 11037496 A JP11037496 A JP 11037496A JP 2872964 B2 JP2872964 B2 JP 2872964B2
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は例えばＸ−Ｙテーブ
ル等の位置決め制御装置の駆動源として利用できる駆動
モータに関する。
ル等の位置決め制御装置の駆動源として利用できる駆動
モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータはサーボモータ等に
比べて制御方法が比較的容易である反面、振動特性が良
くないという欠点がある。
比べて制御方法が比較的容易である反面、振動特性が良
くないという欠点がある。
【０００３】即ち、図６に示すようにステッピングモー
タに指令パルスが１パルス入力されると、ロータは所定
時間で所定のステップ角θS だけ回転するが、ロータの
慣性により角度Δθだけオーバーシュートし、再度逆方
向に引き戻されてアンダーシュートし、これを何回も繰
り返した後に安定する。次のパルスが入力されても全く
同様であり、最終的にロータが指令パルス数に応じた指
定角で停止する。
タに指令パルスが１パルス入力されると、ロータは所定
時間で所定のステップ角θS だけ回転するが、ロータの
慣性により角度Δθだけオーバーシュートし、再度逆方
向に引き戻されてアンダーシュートし、これを何回も繰
り返した後に安定する。次のパルスが入力されても全く
同様であり、最終的にロータが指令パルス数に応じた指
定角で停止する。
【０００４】ステッピングモータの振動特性を改善する
方法として以下の手法が一般的に知られている。
方法として以下の手法が一般的に知られている。
【０００５】まず、第１の手法として機械的ダンパーを
用いる。第２の手法として電気的ダンパーを用いる。例
えば、ロータの振動を利用して交番起電力を発生させ、
これをコンデンサを介して制動力を発生させる。また、
巻線に並列にダイオードと抵抗を接続することにより、
励磁が切られた相の巻線が発生する逆起電力をダイオー
ドと抵抗を介して巻線に与えるようにし、回転子の振動
エネルギーを抵抗と巻線のジュール熱に変換させ、これ
により制動力を発生させる。
用いる。第２の手法として電気的ダンパーを用いる。例
えば、ロータの振動を利用して交番起電力を発生させ、
これをコンデンサを介して制動力を発生させる。また、
巻線に並列にダイオードと抵抗を接続することにより、
励磁が切られた相の巻線が発生する逆起電力をダイオー
ドと抵抗を介して巻線に与えるようにし、回転子の振動
エネルギーを抵抗と巻線のジュール熱に変換させ、これ
により制動力を発生させる。
【０００６】第３の手法として逆励磁ダンピングを用い
る。例えば、ロータが機械的安定点に達する直前に逆方
向に励磁してブレーキをかけ、安定点の近くで再び元の
励磁に戻すようにする。
る。例えば、ロータが機械的安定点に達する直前に逆方
向に励磁してブレーキをかけ、安定点の近くで再び元の
励磁に戻すようにする。
【０００７】第４の方法として最終ステップ遅延ダンピ
ングを用いる。即ち、２パルス以上の移動である場合
に、最終的な移動パルスＰの１パルス手前（Ｐ−１）で
指令を停止させる。すると、モータはオーバーシュート
をして最終位置Ｐに近づく。最も近づいた時に残りの１
パルスを指令することで最終パルスのオーバーシュート
を抑止する。
ングを用いる。即ち、２パルス以上の移動である場合
に、最終的な移動パルスＰの１パルス手前（Ｐ−１）で
指令を停止させる。すると、モータはオーバーシュート
をして最終位置Ｐに近づく。最も近づいた時に残りの１
パルスを指令することで最終パルスのオーバーシュート
を抑止する。
【０００８】第５の手法としてマイクロステップ駆動を
用いる。即ち、基本ステップ角を電気的に細分化するこ
とによりオーバーシュート自体を低減させる。
用いる。即ち、基本ステップ角を電気的に細分化するこ
とによりオーバーシュート自体を低減させる。
【０００９】さて、ステッピングモータの動特性として
重要視されるのは、速度−トルク特性、自起動周波数−
慣性負荷特性、速度−振動特性の３つである。
重要視されるのは、速度−トルク特性、自起動周波数−
慣性負荷特性、速度−振動特性の３つである。
【００１０】速度−トルク特性は一般的に最も重要視さ
れる特性であり、図７に示すように指令パルスの周波数
とモータが発生するトルクとの関係を示している。
れる特性であり、図７に示すように指令パルスの周波数
とモータが発生するトルクとの関係を示している。
【００１１】なお、図７中には、脱出トルク（自起動を
越えてモータが脱調せずに発生し得る最大トルク）、引
込トルク（同期回転に引き込む時の最大トルク）、自起
動領域（外部からの指令に同期して脱調せずに起動・停
止・逆転ができる領域）、スルー領域（自起動を越えて
周波数を徐々に上げたとき又は負荷トルクを徐々に増や
したときにモータが脱調せずに応答できる領域）、最大
自起動周波数（無負荷で外部からの指令に同期して脱調
せずに起動・停止・逆転ができる最大周波数）、最大応
答周波数（スルー領域における最大応答周波数）及び励
磁最大静止トルク（停止している状態でのトルク）が示
されている。
越えてモータが脱調せずに発生し得る最大トルク）、引
込トルク（同期回転に引き込む時の最大トルク）、自起
動領域（外部からの指令に同期して脱調せずに起動・停
止・逆転ができる領域）、スルー領域（自起動を越えて
周波数を徐々に上げたとき又は負荷トルクを徐々に増や
したときにモータが脱調せずに応答できる領域）、最大
自起動周波数（無負荷で外部からの指令に同期して脱調
せずに起動・停止・逆転ができる最大周波数）、最大応
答周波数（スルー領域における最大応答周波数）及び励
磁最大静止トルク（停止している状態でのトルク）が示
されている。
【００１２】自起動周波数−慣性負荷特性は図８に示す
ように負荷の慣性モーメントと最大自起動周波数との関
係を示す特性である。即ち、ステッピングモータは、段
階的な動作を繰り返しながら回転するので、慣性負荷の
大きさによって特性が大幅に変化することから、慣性負
荷が大きくなると、自起動周波数が低下し、自起動領域
が狭くなる。
ように負荷の慣性モーメントと最大自起動周波数との関
係を示す特性である。即ち、ステッピングモータは、段
階的な動作を繰り返しながら回転するので、慣性負荷の
大きさによって特性が大幅に変化することから、慣性負
荷が大きくなると、自起動周波数が低下し、自起動領域
が狭くなる。
【００１３】速度−振動特性は上記した特性とは異なり
一般的に定められた特性ではないが、図９に示すように
ステッピングモータの振動特性を的確に示すものとして
重要視されている。同図は、モータ速度を変化させなが
らモータの軸に取り付けたポテンションメータの出力電
圧の微分値を計測した結果をグラフ化したものである
（図３についても同様である）。これによって、ステッ
ピングモータの固有振動（正確にはポテンションメータ
分の慣性負荷がプラスされた固有振動）特性が示され
る。即ち、振動レベルが低いほど振動特性が良好という
ことになる。
一般的に定められた特性ではないが、図９に示すように
ステッピングモータの振動特性を的確に示すものとして
重要視されている。同図は、モータ速度を変化させなが
らモータの軸に取り付けたポテンションメータの出力電
圧の微分値を計測した結果をグラフ化したものである
（図３についても同様である）。これによって、ステッ
ピングモータの固有振動（正確にはポテンションメータ
分の慣性負荷がプラスされた固有振動）特性が示され
る。即ち、振動レベルが低いほど振動特性が良好という
ことになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステッ
ピングモータの振動特性については上記したような方法
で何れも改善することができるものの、図１０に示すよ
うに自起動特性又はトルク特性が逆に悪化するという欠
点がある。加えて、各手法には以下に述べるような欠点
も指摘されている。
ピングモータの振動特性については上記したような方法
で何れも改善することができるものの、図１０に示すよ
うに自起動特性又はトルク特性が逆に悪化するという欠
点がある。加えて、各手法には以下に述べるような欠点
も指摘されている。
【００１５】即ち、コンデンサの電気的ダンパーを用い
る手法については、コンデンサにより周波数−トルク特
性が変化し、容量が大きくなるに従って高速回転をさせ
ることが困難になるという欠点がある。一方、ダイオー
ドの電気的ダンパーを用いる手法についても、高速時の
トルクが落ち込み、高速運転が不可能となる場合もあ
る。
る手法については、コンデンサにより周波数−トルク特
性が変化し、容量が大きくなるに従って高速回転をさせ
ることが困難になるという欠点がある。一方、ダイオー
ドの電気的ダンパーを用いる手法についても、高速時の
トルクが落ち込み、高速運転が不可能となる場合もあ
る。
【００１６】逆励磁ダンピングを用いた手法について
は、負荷条件等により逆方向励磁タイミングや再度目的
の励磁を戻すタイミングを変える必要があり、最適なタ
イミングで運転させることが困難であるという欠点があ
る。
は、負荷条件等により逆方向励磁タイミングや再度目的
の励磁を戻すタイミングを変える必要があり、最適なタ
イミングで運転させることが困難であるという欠点があ
る。
【００１７】最終ステップ遅延ダンピングを用いた手法
については、２パルス以上の移動にしか対応できず、最
も近づく点を時間的に表現できないので、高精度な位置
検出機構が必要になるという欠点がある。また、時間軸
に補間した場合には常に最適な制御を行うことができな
い。
については、２パルス以上の移動にしか対応できず、最
も近づく点を時間的に表現できないので、高精度な位置
検出機構が必要になるという欠点がある。また、時間軸
に補間した場合には常に最適な制御を行うことができな
い。
【００１８】マイクロステップ駆動の手法については、
基本ステップ角の１／ｎで駆動させるにあたり、１／ｎ
に対応した各相の電流制御を行う必要があり、制御回路
が複雑になるという欠点がある。また、同一回転数で運
転させる場合、基本ステップ角指令のｎ倍の周波数で指
令しなければならず、コントローラの高速性が要求され
る。さらに、基本ステップ角駆動に比べて、トルクが１
／２(1/2) 倍に減少し、高速応答性が悪くなるという欠
点もある。
基本ステップ角の１／ｎで駆動させるにあたり、１／ｎ
に対応した各相の電流制御を行う必要があり、制御回路
が複雑になるという欠点がある。また、同一回転数で運
転させる場合、基本ステップ角指令のｎ倍の周波数で指
令しなければならず、コントローラの高速性が要求され
る。さらに、基本ステップ角駆動に比べて、トルクが１
／２(1/2) 倍に減少し、高速応答性が悪くなるという欠
点もある。
【００１９】本発明は上記した背景の下で創作されたも
のであり、その目的とするところは、上記した欠点が存
在しない駆動モータを提供することにある。
のであり、その目的とするところは、上記した欠点が存
在しない駆動モータを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明の駆動モータは、ステッピングモータに
回転がスムーズである補助モータを連結させ、この状態
で双方のモータを同時に駆動させ、これによりステッピ
ングモータのトルクに対して同一方向に補助モータのト
ルクを常に加えるようにした構成となっている。
るために本発明の駆動モータは、ステッピングモータに
回転がスムーズである補助モータを連結させ、この状態
で双方のモータを同時に駆動させ、これによりステッピ
ングモータのトルクに対して同一方向に補助モータのト
ルクを常に加えるようにした構成となっている。
【００２１】しかもステッピングモータ、補肋モータの
各トルクをＴｍ、Ｔｓとする一方、各回転数をＲｍ、Ｒ
ｓとするとき、Ｔｍ＞Ｔｓ及びＲｍ＜Ｒｓの関係が成立
するように双方のモータを同時に駆動させるようにして
いる。
各トルクをＴｍ、Ｔｓとする一方、各回転数をＲｍ、Ｒ
ｓとするとき、Ｔｍ＞Ｔｓ及びＲｍ＜Ｒｓの関係が成立
するように双方のモータを同時に駆動させるようにして
いる。
【００２２】即ち、補助モータはステッピングモータの
ようなステップ角毎のオーバーシュート／アンダーシュ
ートが存在せず、回転がスムーズである。よって、ステ
ッピングモータに補助モータを連結した上で、双方のモ
ータを同時に駆動させ、これによりステッピングモータ
のトルクに対して同一方向に補助モータのトルクを常に
加えると、オーバーシュート／アンダーシュートが抑止
され、ステッピングモータの振動特性が良好となる。
ようなステップ角毎のオーバーシュート／アンダーシュ
ートが存在せず、回転がスムーズである。よって、ステ
ッピングモータに補助モータを連結した上で、双方のモ
ータを同時に駆動させ、これによりステッピングモータ
のトルクに対して同一方向に補助モータのトルクを常に
加えると、オーバーシュート／アンダーシュートが抑止
され、ステッピングモータの振動特性が良好となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は駆動モータのブロック図、
図２は同装置のトルクベクトル図、図３は同モータの速
度−振動特性の実測結果を示すグラフ、図４は同モータ
のステップ応答特性を示すグラフ、図５は同モータの速
度−トルク特性の実測結果を示すグラフである。
を参照して説明する。図１は駆動モータのブロック図、
図２は同装置のトルクベクトル図、図３は同モータの速
度−振動特性の実測結果を示すグラフ、図４は同モータ
のステップ応答特性を示すグラフ、図５は同モータの速
度−トルク特性の実測結果を示すグラフである。
【００２４】図１に示す駆動モータは、図外のＸ−Ｙテ
ーブル等を動かすステッピングモータ１０、連結具３０
を介してステッピングモータ１０に連結されたＡＣ又は
ＤＣモータ等の補助モータ２０、外部から入力された指
令パルスに応じてステッピングモータ１０、補助モータ
２０を駆動させるに必要なモータ電流を各々生成する駆
動回路４０、５０を備えた構成となっている。
ーブル等を動かすステッピングモータ１０、連結具３０
を介してステッピングモータ１０に連結されたＡＣ又は
ＤＣモータ等の補助モータ２０、外部から入力された指
令パルスに応じてステッピングモータ１０、補助モータ
２０を駆動させるに必要なモータ電流を各々生成する駆
動回路４０、５０を備えた構成となっている。
【００２５】ステッピングモータ１０、補助モータ２０
のトルクＴm 、ＴS 及び回転数Ｒm、ＲS は、駆動回路
４０、５０にて生成されるモータ電流により一義的に決
定される。ここではＴm ＞ＴS （これを条件１とする）
及びＲm ＜ＲS （これを条件２とする）の関係が常に成
立するように駆動回路４０、５０の定数が各々設定され
ている。
のトルクＴm 、ＴS 及び回転数Ｒm、ＲS は、駆動回路
４０、５０にて生成されるモータ電流により一義的に決
定される。ここではＴm ＞ＴS （これを条件１とする）
及びＲm ＜ＲS （これを条件２とする）の関係が常に成
立するように駆動回路４０、５０の定数が各々設定され
ている。
【００２６】ステッピングモータ１０及び補助モータ２
０を正転駆動させた場合のトルクベクトルは図２（ａ）
に示すようになる。なお、ここでは、説明の都合上、ス
テッピングモータ１０として２相ステッピングモータを
用い、これを１−２相励磁で駆動させる例について説明
する。
０を正転駆動させた場合のトルクベクトルは図２（ａ）
に示すようになる。なお、ここでは、説明の都合上、ス
テッピングモータ１０として２相ステッピングモータを
用い、これを１−２相励磁で駆動させる例について説明
する。
【００２７】このトルクベクトルの詳細について説明す
る。ステッピングモータ１０単体でのトルクベクトルは
図２（ｂ）に示されている。なお、Ａ相、反転Ａ相、Ｂ
相、反転Ｂ相の各トルクベクトルをＡ、(-A)、Ｂ、(-B)
として表示している。
る。ステッピングモータ１０単体でのトルクベクトルは
図２（ｂ）に示されている。なお、Ａ相、反転Ａ相、Ｂ
相、反転Ｂ相の各トルクベクトルをＡ、(-A)、Ｂ、(-B)
として表示している。
【００２８】ステッピングモータ１０の励磁シーケンス
はＡ→ＡＢ→Ｂ→Ｂ（−Ａ）→（−Ａ）→（−Ａ）（−
Ｂ）→（−Ｂ）→（−Ｂ）Ａ→Ａということになる。こ
の結果、トルクベクトルは基本ステップ角の１／８の分
解能で回転する。この場合のステッピングモータ１０の
１ステップの角度θｓは０．９°であるため、トルクベ
クトルも０．９°単位で回転することになる。
はＡ→ＡＢ→Ｂ→Ｂ（−Ａ）→（−Ａ）→（−Ａ）（−
Ｂ）→（−Ｂ）→（−Ｂ）Ａ→Ａということになる。こ
の結果、トルクベクトルは基本ステップ角の１／８の分
解能で回転する。この場合のステッピングモータ１０の
１ステップの角度θｓは０．９°であるため、トルクベ
クトルも０．９°単位で回転することになる。
【００２９】しかし、ステッピングモータ１０に補助モ
ータ２０が連結され、条件１及び条件２が満足するよう
に両モータが同時に駆動されているので、ステッピング
モータ１０のトルクに対して同一方向に補助モータ２０
のトルクが常に加えられることになる。駆動モータのト
クルベクトルは図２（ａ）に示す通りである。
ータ２０が連結され、条件１及び条件２が満足するよう
に両モータが同時に駆動されているので、ステッピング
モータ１０のトルクに対して同一方向に補助モータ２０
のトルクが常に加えられることになる。駆動モータのト
クルベクトルは図２（ａ）に示す通りである。
【００３０】図２（ｃ）はステッピングモータ１０のＢ
相のみを励磁させた場合を想定したトルクベクトル図で
ある。Ｂはステッピングモータ１０のトルクベクトル、
αは補助モータ２０のトルクベクトルを表している。ト
ルクベクトルαは、条件１によってトルクベクトルＢの
絶対値より小さい値となり、条件２によってトルクベク
トルＢを基準に正回転方向にΔθだけ位相の進んだベク
トルとなる。よって、Ｂ相のみが励磁した場合のトルク
ベクトルは合成ベクトルＢ＋αということになる。他の
相についても全く同様であるので、結局として、駆動モ
ータのトルクベクトルは図２（ａ）に示す通りとなる。
相のみを励磁させた場合を想定したトルクベクトル図で
ある。Ｂはステッピングモータ１０のトルクベクトル、
αは補助モータ２０のトルクベクトルを表している。ト
ルクベクトルαは、条件１によってトルクベクトルＢの
絶対値より小さい値となり、条件２によってトルクベク
トルＢを基準に正回転方向にΔθだけ位相の進んだベク
トルとなる。よって、Ｂ相のみが励磁した場合のトルク
ベクトルは合成ベクトルＢ＋αということになる。他の
相についても全く同様であるので、結局として、駆動モ
ータのトルクベクトルは図２（ａ）に示す通りとなる。
【００３１】以下、上記のように構成された駆動モータ
の動特性について説明する。
の動特性について説明する。
【００３２】まず、速度−振動特性については図３に示
す通りである。ステッピングモータ単体である場合の図
９と比較すると、その特性が格段に向上しているのが判
る。また、機械的ダンパーを用いた場合と比較すると、
本案の方が若干特性が優れていることも実験により確認
されている。
す通りである。ステッピングモータ単体である場合の図
９と比較すると、その特性が格段に向上しているのが判
る。また、機械的ダンパーを用いた場合と比較すると、
本案の方が若干特性が優れていることも実験により確認
されている。
【００３３】上記したようにステッピングモータ１０に
対して常に回転方向に補助モータ２０のトルクが加えら
れていることから、逆転方向のアンダーシュートが抑え
られる。オーバーシュート／アンダーシュートの振幅が
小さくなることで振動も抑えられ、図４に示すような１
ステップ応答が期待できる。また、振幅だけでなくセト
リングタイムの短縮化も期待することができ、最終ステ
ップ遅延ダンピングと同様な振動特性を期待することが
できる。
対して常に回転方向に補助モータ２０のトルクが加えら
れていることから、逆転方向のアンダーシュートが抑え
られる。オーバーシュート／アンダーシュートの振幅が
小さくなることで振動も抑えられ、図４に示すような１
ステップ応答が期待できる。また、振幅だけでなくセト
リングタイムの短縮化も期待することができ、最終ステ
ップ遅延ダンピングと同様な振動特性を期待することが
できる。
【００３４】速度−トルク特性については図５に示す通
りである。同図に併せて示すステッピングモータ単体で
ある場合と比較すると、その特性が向上していることが
確認される。なお、ここではトルク測定を行うに当た
り、始動−終了速度を同一にして行っているが、最大応
答周波数についても向上している。
りである。同図に併せて示すステッピングモータ単体で
ある場合と比較すると、その特性が向上していることが
確認される。なお、ここではトルク測定を行うに当た
り、始動−終了速度を同一にして行っているが、最大応
答周波数についても向上している。
【００３５】自起動周波数−慣性負荷特性についても格
段に向上していることが確認されている。即ち、最大自
起動周波数を実測した結果、ステッピングモータ単体、
機械的ダンパー法の場合、最大自起動周波数が１７３７
〔Ｈｚ〕、１４５２〔Ｈｚ〕であるので対して、本案の
場合、最大自起動周波数が１８２５〔Ｈｚ〕であった。
段に向上していることが確認されている。即ち、最大自
起動周波数を実測した結果、ステッピングモータ単体、
機械的ダンパー法の場合、最大自起動周波数が１７３７
〔Ｈｚ〕、１４５２〔Ｈｚ〕であるので対して、本案の
場合、最大自起動周波数が１８２５〔Ｈｚ〕であった。
【００３６】このようにトルク特性及び自起動周波数特
性の改善が期待できるのは、ステッピングモータ単体で
ある場合に比べて、補助モータ２０の分だけトルクが大
きいためである。
性の改善が期待できるのは、ステッピングモータ単体で
ある場合に比べて、補助モータ２０の分だけトルクが大
きいためである。
【００３７】以上述べたように駆動モータの動特性はそ
の全てが良好となる。図１０は従来手法と本案との比較
結果を示している。ただ、ステッピングモータ１０に対
して補助モータ２０により外力を加えているため、角度
−トルク特性（モータを励磁し、モータ軸に外部よりト
ルクを加え、ロータに角度変位を与えたときの角度とト
ルクとの関係を示した特性）、角度精度（静止角度誤
差、ステップ角度誤差、ヒステリシス誤差がある）の静
特性については、ステッピングモータ単体の場合に比べ
て明らかに悪化する。
の全てが良好となる。図１０は従来手法と本案との比較
結果を示している。ただ、ステッピングモータ１０に対
して補助モータ２０により外力を加えているため、角度
−トルク特性（モータを励磁し、モータ軸に外部よりト
ルクを加え、ロータに角度変位を与えたときの角度とト
ルクとの関係を示した特性）、角度精度（静止角度誤
差、ステップ角度誤差、ヒステリシス誤差がある）の静
特性については、ステッピングモータ単体の場合に比べ
て明らかに悪化する。
【００３８】もっとも、指令パルスと同期して補助モー
タ２０を停止させるようにすれば、上記の静特性をステ
ッピングモータ単体の場合と同等に保つことが可能とな
る。
タ２０を停止させるようにすれば、上記の静特性をステ
ッピングモータ単体の場合と同等に保つことが可能とな
る。
【００３９】また、電気的ダンパーを用いる手法には高
速運転が不向きであるという特有な欠点があることは既
に述べたが、本案にはこのような欠点が存在しない。逆
励磁ダンピングを用いた手法、最終ステップ遅延ダンピ
ングを用いた手法、マイクロステップ駆動の手法の有す
る特有な欠点も存在しない。
速運転が不向きであるという特有な欠点があることは既
に述べたが、本案にはこのような欠点が存在しない。逆
励磁ダンピングを用いた手法、最終ステップ遅延ダンピ
ングを用いた手法、マイクロステップ駆動の手法の有す
る特有な欠点も存在しない。
【００４０】更に、駆動回路４０の消費電流がステッピ
ングモータ単体である場合に比べて減少するだけでな
く、モータの発熱も軽減している。これは、振動による
逆起電力が軽減したためであると考えられる。これは、
図５に示す速度−トルク特性カーブがステッピングモー
タ単体である場合に比べて滑らかになっていることから
も容易に推定できる。
ングモータ単体である場合に比べて減少するだけでな
く、モータの発熱も軽減している。これは、振動による
逆起電力が軽減したためであると考えられる。これは、
図５に示す速度−トルク特性カーブがステッピングモー
タ単体である場合に比べて滑らかになっていることから
も容易に推定できる。
【００４１】なお、本発明のステッピングモータ装置は
上記例に限定されず、補助モータをステッピングモータ
に内蔵させる形態をとっても良い。ステッピングモータ
と補助モータとを単純に連結するのではなく、両者の間
に別の機構を介在させるような形態をとっても良い。
上記例に限定されず、補助モータをステッピングモータ
に内蔵させる形態をとっても良い。ステッピングモータ
と補助モータとを単純に連結するのではなく、両者の間
に別の機構を介在させるような形態をとっても良い。
【００４２】また、ステッピングモータについては如何
なる種類、構造のものを用いても良く、補助モータにつ
いても回転がスムーズなモータ、即ち、ステッピングモ
ータのようにステップ角毎のオーバーシュート／アンダ
ーシュートが存在しないモータであれば如何なる種類の
ものを用いても良い。
なる種類、構造のものを用いても良く、補助モータにつ
いても回転がスムーズなモータ、即ち、ステッピングモ
ータのようにステップ角毎のオーバーシュート／アンダ
ーシュートが存在しないモータであれば如何なる種類の
ものを用いても良い。
【００４３】更に、ステッピングモータ、補助モータの
駆動方式は、何れもその種類、負荷条件等に応じたもの
を採用する必要があるものの、少なくともステッピング
モータのトルクに対して同一方向に補助モータのトルク
が常に加えるような駆動が行われる限り、如何なる方式
を採用してもかまわない。
駆動方式は、何れもその種類、負荷条件等に応じたもの
を採用する必要があるものの、少なくともステッピング
モータのトルクに対して同一方向に補助モータのトルク
が常に加えるような駆動が行われる限り、如何なる方式
を採用してもかまわない。
【００４４】例えば、上記例と同じく２相ステッピング
モータを用い、これを１−２相励磁で駆動させる場合で
あっても、２相励磁時には電流値を２-(1/2)倍にして１
相励磁時と同じ大きさとなるようにしても良い。この場
合、各ベクトルの大きさが一定となり、安定した定トル
クが得られる。
モータを用い、これを１−２相励磁で駆動させる場合で
あっても、２相励磁時には電流値を２-(1/2)倍にして１
相励磁時と同じ大きさとなるようにしても良い。この場
合、各ベクトルの大きさが一定となり、安定した定トル
クが得られる。
【００４５】
【発明の効果】以上、本発明に係る駆動モータによる場
合、ステッピングモータに回転がスムーズである補助モ
ータを連結させ、ステッピングモータ、補助モータの各
トルクをＴ ｍ 、Ｔ ｓ とする一方、各回転数をＲ ｍ 、Ｒ ｓ
とするとき、Ｔ ｍ ＞Ｔ ｓ 及びＲ ｍ ＜Ｒ ｓ の関係が成立す
るように双方のモータを同時に駆動させる構成となって
いるので、速度−トルク特性、自起動周波数−慣性負荷
特性、速度−振動特性の各同特性が何れも良好となる。
また、振動特性が良好となることにより、ステッピング
モータ固有の欠点である脱調現象が改善される。加え
て、ステッピングモータの振動特性を改善する従来手法
での固有の欠点も存在しない。
合、ステッピングモータに回転がスムーズである補助モ
ータを連結させ、ステッピングモータ、補助モータの各
トルクをＴ ｍ 、Ｔ ｓ とする一方、各回転数をＲ ｍ 、Ｒ ｓ
とするとき、Ｔ ｍ ＞Ｔ ｓ 及びＲ ｍ ＜Ｒ ｓ の関係が成立す
るように双方のモータを同時に駆動させる構成となって
いるので、速度−トルク特性、自起動周波数−慣性負荷
特性、速度−振動特性の各同特性が何れも良好となる。
また、振動特性が良好となることにより、ステッピング
モータ固有の欠点である脱調現象が改善される。加え
て、ステッピングモータの振動特性を改善する従来手法
での固有の欠点も存在しない。
【図１】以下、本発明の実施の形態を説明するための図
であって、図１は駆動モータのブロック図である。
であって、図１は駆動モータのブロック図である。
【図２】駆動モータのトルクベクトル図であって、
（ａ）はステッピングモータと補助モータとの合成トル
クベクトルを示す図、（ｂ）はステッピングモータ単体
のトルクベクトルを示す図、（ｃ）はステッピングモー
タのＢ相のみを励磁した場合を想定したトルクベクトル
図である。
（ａ）はステッピングモータと補助モータとの合成トル
クベクトルを示す図、（ｂ）はステッピングモータ単体
のトルクベクトルを示す図、（ｃ）はステッピングモー
タのＢ相のみを励磁した場合を想定したトルクベクトル
図である。
【図３】駆動モータの速度−振動特性の実測結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】駆動モータのステップ応答特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】駆動モータの速度−トルク特性の実測結果を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】以下、主として従来技術を説明するための図で
あって、図６はステッピングモータのステップ応答特性
を示すグラフである。
あって、図６はステッピングモータのステップ応答特性
を示すグラフである。
【図７】ステッピングモータの速度−トルク特性を示す
図である。
図である。
【図８】ステッピングモータの自起動周波数−慣性負荷
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図９】ステッピングモータの速度−振動特性の実測結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図１０】各種手法の動特性の良否を対比して示した表
形式の図である。
形式の図である。
１０ ステッピングモータ ２０ 補助モータ ３０ 連結具 ４０，５０ 駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 章 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町 12番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 奥村 賢二 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町 12番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 畝村 暢一 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町 12番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 荒木 隆一 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町 12番地 マイコム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−4210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭45−13777（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−56716（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 8/40
Claims (1)
- 【請求項１】 ステッピングモータに回転がスムーズで
ある補助モータを連結させた駆動モータにおいて、ステ
ッピングモータ、補助モータの各トルクをＴ ｍ 、Ｔ ｓ と
する一方、各回転数をＲ ｍ 、Ｒ ｓ とするとき、Ｔ ｍ ＞Ｔ
ｓ 及びＲ ｍ ＜Ｒ ｓ の関係が成立するように双方のモータ
を同時に駆動させるようにしたことを特徴とする駆動モ
ータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110374A JP2872964B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 駆動モータ |
| JP10254607A JPH11146696A (ja) | 1996-04-05 | 1998-08-24 | 駆動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110374A JP2872964B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 駆動モータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10254607A Division JPH11146696A (ja) | 1996-04-05 | 1998-08-24 | 駆動モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09285189A JPH09285189A (ja) | 1997-10-31 |
| JP2872964B2 true JP2872964B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=14534194
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8110374A Expired - Fee Related JP2872964B2 (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 駆動モータ |
| JP10254607A Pending JPH11146696A (ja) | 1996-04-05 | 1998-08-24 | 駆動モータ |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10254607A Pending JPH11146696A (ja) | 1996-04-05 | 1998-08-24 | 駆動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP2872964B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4684586B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2011-05-18 | キヤノン株式会社 | モーター駆動回路と該回路を備えた記録装置 |
| JP4501493B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-07-14 | カシオ計算機株式会社 | モータ制御装置 |
-
1996
- 1996-04-05 JP JP8110374A patent/JP2872964B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-24 JP JP10254607A patent/JPH11146696A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09285189A (ja) | 1997-10-31 |
| JPH11146696A (ja) | 1999-05-28 |
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