JP2925787B2 - モータの停止回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの駆動制御回路
に関し、特に多速度切換制御による回転精度の高安定性
が要求されるモータの停止制御において、回転停止動作
の安定化および停止精度の向上が可能とされるモータの
停止回路に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータの駆動制御回路としては、
たとえば磁気ディスク装置の駆動用モータなどに適用さ
れ、ＦＧ( Frequency Generator)サーボにおける周波数
の比較をＰＬＬ( Phase Locked Loop)サーボと共用する
ことで回転精度の向上が可能とされるものがある。その
概要は、モータの回転数を周波数としてＦＧにより検出
し、この周波数に比例した直流電圧をＦ−Ｖ変換し、さ
らにこの変換された電圧と基準電圧を比較し、その差動
出力に応じてモータコイルへの印加電圧を制御するＦＧ
サーボ方式と、モータの回転数をＦＧにより検出し、波
形成形された回転周波数信号と基準発振器による基準周
波数との位相を比較し、この両者の位相を一致させて速
度を一定に制御するＰＬＬサーボ方式とを共用すること
で誤同期を防ぎ、回転精度の高安定性が得られるもので
ある。

【０００３】そして、モータを停止させる場合には、外
部から入力されるモータの停止指示に基づいて制御回路
から停止信号が出力され、この停止信号がタイマーの時
間設定によって調整され、最適な出力信号時間幅の停止
信号出力によって所定の停止位置で停止されるようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、モータの多速度切換制御による
駆動を考慮しておらず、停止精度の面において問題が生
じている。たとえば、２４００ｒｐｍと３６００ｒｐｍ
の２速切換制御が可能とされるモータにおいては、２４
００ｒｐｍの回転数では１／８回転以下の３００ｒｐｍ
をタイマーの設定時間で停止させており、一方３６００
ｒｐｍの回転数では１／８回転以下の４５０ｒｐｍをタ
イマーの設定時間で停止させている。

【０００５】従って、たとえば２４００ｒｐｍでタイマ
ーを最適な時間に設定した場合には、３６００ｒｐｍで
モータを回転させた時に、設定時間が少ないために惰性
で回ってしまい、所定の位置で停止させることができな
いという問題がある。

【０００６】すなわち、従来の駆動制御回路において
は、タイマーによる設定時間が単一の回転数に限られる
ために、多速度切換制御による停止動作が安定せず、特
に２速以上の速度制御においては十分な停止精度が得ら
れないという問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、モータの多速度
切換における停止制御において、モータの回転停止動作
の安定化を可能とし、特に２速以上の速度制御における
停止精度の向上を図ることができるモータの停止回路を
提供することにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１０】すなわち、本発明のモータの停止回路は、
モータの回転数に比例した電圧に対応させてモータコイ
ルへの印加電圧を制御する駆動回路と、モータの回転数
に比例した回転周波数および位相に対応させてモータコ
イルの励磁状態を制御する制御回路とを備え、制御回路
における周波数の比較を駆動回路と共用して誤同期を防
止し、モータの回転停止を制御するモータの停止回路で
あって、制御回路と駆動回路との間に、モータの回転数
に比例した２相位相を制御するフリップフロップと、こ
のフリップフロップの出力信号と外部入力停止信号とを
論理積動作するＡＮＤゲートと、このＡＮＤゲートの出
力端に直列接続される分圧抵抗による分圧トルク電圧、
または制御回路から出力される停止信号によるフルトル
ク電圧と、所定の基準電圧とを比較するコンパレータと
を接続するものである。

【００１１】

【作用】前記したモータの停止回路によれば、フリップ
フロップ、ＡＮＤゲート、分圧抵抗およびコンパレータ
が制御回路と駆動回路との間に接続されることにより、
コンパレータの比較により、外部入力停止信号の入力時
から定格回転数の所定回転まで制御回路からフルトルク
電圧による停止信号を出力し、その後所定回転以下から
停止まで分圧抵抗から分圧トルク電圧による停止信号を
出力することができる。

【００１２】これにより、モータの停止制御をフルトル
ク電圧から分圧トルク電圧に切り換えて行うことができ
るので、特に多速度切換可能なモータの停止制御におい
て、モータの回転停止動作の安定化が可能とされ、かつ
停止精度の向上を図ることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例であるモータの停止
回路を示す概略構成図、図２は本実施例のモータの停止
回路を構成する駆動制御回路を示す構成図、図３は本実
施例のモータの停止回路を構成する駆動制御回路におけ
る各出力波形を示す波形図である。

【００１４】まず、図１により本実施例のモータの停止
回路の構成を説明する。

【００１５】本実施例のモータの停止回路は、たとえば
磁気ディスク装置の多速度切換制御可能な駆動用モータ
に用いられ、モータの回転停止を制御する停止回路１と
され、モータの回転数に比例した２相位相を制御するフ
リップフロップ２と、このフリップフロップ２の出力信
号と外部入力停止信号とを論理積動作するＡＮＤゲート
３と、このＡＮＤゲート３の出力端に直列接続される分
圧抵抗４，５と、この分圧抵抗４，５による分圧トルク
電圧、または制御回路から出力される停止信号によるフ
ルトルク電圧と、所定の基準電圧とを比較するコンパレ
ータ６とから構成されている。

【００１６】そして、コンパレータ６の比較により、外
部入力停止信号の入力時から定格回転数の所定回転、た
とえば３６００ｒｐｍの場合には４５０ｒｐｍの１／８
回転まで制御回路からフルトルク電圧による停止信号が
出力され、その後１／８回転以下から停止まで分圧抵抗
４，５から分圧トルク電圧による停止信号が出力されて
いる。

【００１７】フリップフロップ２は、たとえばその入力
端子（Ｃ，Ｄ）にＵ相およびＶ相の位相検出信号がそれ
ぞれ抵抗７，８を介して５Ｖにプルアップして入力さ
れ、リセット端子（Ｒ）にコンパレータ６の出力端子が
接続されている。また、フリップフロップ２の出力端子
（Ｑ）が、ＡＮＤゲート３の一方の入力端子に接続され
ている。そして、位相検出信号によってモータの定格回
転数における１／８回転を検出し、さらにモータの停
止、すなわち逆転の検出と同時にトルク電圧が制御レベ
ルに固定されている。

【００１８】ＡＮＤゲート３は、その入力端子にフリッ
プフロップ２の位相検出信号および外部入力停止信号、
すなわち起動／停止の駆動信号がそれぞれ入力され、ま
た出力端子が分圧抵抗４，５に接続されている。そし
て、外部入力駆動信号の入力時からモータが停止するま
での間に停止信号が出力されている。

【００１９】分圧抵抗４，５は、２つの抵抗が直列に接
続され、その一方がＡＮＤゲート３の出力端子に接続さ
れ、他方が接地されている。また、分圧抵抗４，５の接
続点からコンパレータ６の一方の入力端子にダイオード
９を介して接続されるとともに、制御回路の停止制御信
号入力端子に接続されている。そして、分圧トルク電
圧、すなわちフルトルク電圧が分圧された所定レベル電
圧が出力されている。

【００２０】コンパレータ６は、その入力端子の一方
に、分圧抵抗４，５による分圧トルク電圧、または制御
回路によるフルトルク電圧の停止信号がダイオード１０
を介して入力され、他方に抵抗１１，１２による所定の
基準電圧が入力されている。また、コンパレータ６の出
力端子が、フリップフロップ２のリセット端子に接続さ
れている。そして、外部入力駆動信号による停止指示か
ら、モータの回転数が定格回転数の１／８回転までフル
トルク電圧、１／８回転以下から停止まで分圧トルク電
圧による停止制御信号が出力され、定常回転時は抵抗１
１，１２による定常レベル電圧が出力されている。

【００２１】そして、以上のように構成される停止回路
１は、たとえば図２に示すような駆動制御回路１３の一
部として構成され、モータの回転数に比例した回転周波
数および位相に対応させてモータコイルのそれぞれの励
磁状態を制御する制御回路と、モータの回転数に比例し
た電圧に対応させて３相のモータコイルへの印加電圧を
制御する駆動回路とが内蔵された半導体集積回路１４な
どから構成され、制御回路における周波数の比較を駆動
回路と共用して誤同期を防止できる回路構成となってい
る。

【００２２】半導体集積回路１４には、図２に示すよう
に外部からモータの起動／停止を指示する外部入力駆動
信号（ＳＴＡＲＴ）がトランジスタ１５などを介してモ
ータ駆動端子（Ｒ／Ｓ）に入力され、また水晶発振子な
どの発振器による基準周波数（ＣＬＯＣＫ）がクロック
パルス端子（ＣＰ）に入力される。

【００２３】さらに、半導体集積回路１４の３相出力端
子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）には３相半波駆動のモータコイル１６
〜１８が接続され、またホール入力端子（ＨＵ，ＨＶ，
ＨＷ）にモータコイル１６〜１８に対応するホール素子
（ＨＵ，ＨＶ，ＨＷ）１９〜２１が接続される構成とな
っている。

【００２４】そして、ホール素子１９〜２１の位相検出
信号に応じてそれぞれのモータコイル１６〜１８が導通
／非導通され、回転数に比例する電圧出力に対応して印
加電圧が制御され、モータの駆動における回転数および
回転方向が決定されている。これにより、停止信号が停
止信号出力端子（ＲＶ）から出力され、またコンパレー
タ２２〜２４、ＥＸＯＲゲート２５，２６およびフリッ
プフロップ２７，２８などを介して回転信号（ＲＯＴＡ
ＴＩＯＮ）が出力され、さらにロック信号（ＬＯＯＫ）
が速度制御出力端子（ＡＦＣ）からコンパレータ２９〜
３１およびトランジスタ３２などを介して出力されるよ
うになっている。

【００２５】次に、本実施例の作用について、図２の回
路図に基づき図３の信号波形図により説明する。

【００２６】始めに、定常回転モード、すなわち外部入
力駆動信号(a) が“Ｈｉ”レベルにおいては、モータコ
イル１６〜１８に対して制御レベル電圧が印加され、
(k) に示すような定常レベルの通電電流によって、モー
タは(j) のように一定の定常回転数に制御されて回転す
る。

【００２７】ここで、たとえば外部入力駆動信号(a) が
“Ｌｏ”レベル、すなわちモータの停止指示により停止
モードに切り換えられると、半導体集積回路１４による
停止信号(e) 、ＡＮＤゲート３の出力信号(g) および半
導体集積回路１４への停止制御信号(h) が同時に“Ｈ
ｉ”レベルとなる。

【００２８】そして、ホール素子１９，２０による位相
検出信号(b，c)によってモータの回転数を検出し、回転
数が定格回転数の１／８回転まで半導体集積回路１４の
停止信号(e) によってフルトルク電圧による停止制御信
号(h) が出力され、(k) に示すようなモータコイル１６
〜１８へのフルレベルの通電電流によって、モータの停
止制御が(j) のようにフル加速によって急速に行われ
る。ここで、停止信号(e) は“Ｌｏ”レベルに切り換え
られが、ＡＮＤゲート３の出力信号(g) はモータの停止
まで“Ｈｉ”レベルに保持される。

【００２９】さらに、モータの回転数が定格回転数の１
／８回転以下になると、モータの停止まで分圧抵抗４，
５によって分圧トルク電圧による停止制御信号(h) が出
力され、(k) に示すようなモータコイル１６〜１８への
定常レベルの通電電流によって、モータの停止制御が
(j) のように減速されて行われる。ここで、ＡＮＤゲー
ト３の出力信号(g) は“Ｌｏ”レベルに切り換えられ、
同時にフリップフロップ２の出力信号(d) が“Ｌｏ”レ
ベルに固定される。

【００３０】そして、減速停止制御状態において、ホー
ル素子１９〜２１による逆転検出と同時にモータコイル
１６〜１８への通電が(k) に示すように停止され、モー
タは(j) に示すように少しだけ逆転して停止する。この
ように、モータの停止制御をフルトルク電圧から分圧ト
ルク電圧に切り換えて行うことができるので、従来のタ
イマーによる停止制御のような惰性による回転がなくな
り、またモータの停止動作をスムーズに確実に行うこと
ができる。

【００３１】従って、本実施例のモータの駆動制御回路
１３によれば、停止回路１としてフリップフロップ２、
ＡＮＤゲート３、分圧抵抗４，５およびコンパレータ６
などを追加することにより、外部からの停止指示が行わ
れた場合に、定格回転数の１／８回転までモータをフル
トルク電圧で停止制御し、その後１／８回転以下から停
止まで分圧トルク電圧による停止制御が可能となるの
で、モータの停止動作をスムーズに安定化させ、さらに
停止精度を向上させることができる。特に、モータの多
速度切換における停止制御において、回転停止の安定性
および精度向上が可能となる。

【００３２】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３３】たとえば、本実施例のモータの停止回路１
およびそれを構成する駆動制御回路１３については、図
１および図２に示すような回路構成に限定されるもので
はなく、たとえば半導体集積回路１４の回路構成および
回路動作などに応じて変更するなど、特に駆動制御回路
１３の回路特性に対応させた停止回路とすることが望ま
しい。

【００３４】また、定格回転数の所定回転については、
１／８回転に限られるものではなく、たとえば１／６回
転などについても適用可能であり、半導体集積回路１４
の回路特性などに応じて変更できることは言うまでもな
い。

【００３５】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその利用分野である磁気ディスク装置
のモータの駆動制御回路１３に用いられる停止回路１に
適用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、たとえばレーザプリンタなどの他の装置に
適用されるモータの停止回路などについても広く適用可
能である。

【００３６】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００３７】すなわち、制御回路と駆動回路との間に、
モータの回転数に比例した２相位相を制御するフリップ
フロップと、このフリップフロップの出力信号と外部入
力停止信号とを論理積動作するＡＮＤゲートと、このＡ
ＮＤゲートの出力端に直列接続される分圧抵抗による分
圧トルク電圧、または制御回路から出力される停止信号
によるフルトルク電圧と、所定の基準電圧とを比較する
コンパレータとを接続することにより、コンパレータの
比較により、外部入力停止信号の入力時から定格回転数
の所定回転まで制御回路からフルトルク電圧による停止
信号を出力し、その後所定回転以下から停止まで分圧抵
抗から分圧トルク電圧による停止信号を出力することが
できるので、モータの停止制御をフルトルク電圧から分
圧トルク電圧に切り換えて行うことができる。

【００３８】この結果、特に多速度切換可能なモータの
停止制御において、モータの回転停止動作の安定化を図
り、かつ停止精度の向上が可能とされるモータの停止回
路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるモータの停止回路を示
す概略構成図である。

【図２】本実施例のモータの停止回路を構成する駆動制
御回路を示す構成図である。

【図３】本実施例のモータの停止回路を構成する駆動制
御回路における各出力波形を示す波形図である。

【符号の説明】

１ 停止回路 ２ フリップフロップ ３ ＡＮＤゲート ４，５ 分圧抵抗 ６ コンパレータ ７，８ 抵抗 ９，１０ ダイオード １１，１２ 抵抗 １３ 駆動制御回路 １４ 半導体集積回路 １５ トランジスタ １６〜１８ モータコイル １９〜２１ ホール素子 ２２〜２４ コンパレータ ２５，２６ ＥＸＯＲゲート ２７，２８ フリップフロップ ２９〜３１ コンパレータ ３２ トランジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転数に比例した電圧に対応さ
   せてモータコイルへの印加電圧を制御する駆動回路と、
   前記モータの回転数に比例した回転周波数および位相に
   対応させてモータコイルの励磁状態を制御する制御回路
   とを備え、該制御回路における周波数の比較を前記駆動
   回路と共用して誤同期を防止し、前記モータの回転停止
   を制御するモータの停止回路であって、前記制御回路と
   前記駆動回路との間に、前記モータの回転数に比例した
   ２相位相を制御するフリップフロップと、該フリップフ
   ロップの出力信号と外部入力停止信号とを論理積動作す
   るＡＮＤゲートと、該ＡＮＤゲートの出力端に直列接続
   される分圧抵抗による分圧トルク電圧、または前記制御
   回路から出力される停止信号によるフルトルク電圧と、
   所定の基準電圧とを比較するコンパレータとを接続し、
   前記コンパレータの比較により、前記外部入力停止信号
   の入力時から定格回転数の所定回転まで前記制御回路か
   らフルトルク電圧による停止信号を出力し、その後所定
   回転以下から停止まで前記分圧抵抗から分圧トルク電圧
   による停止信号を出力することを特徴とするモータの停
   止回路。