JPH01218396A - パルスモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパルスモータの駆動装置に係り、詳しくは出力
をクラッチ機構を介して複数の各部へトルクを伝達する
パルスモータの駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ パルス千−夕は、その高機能や制御の簡便さ、およびコ
ストが低廉であることからＯＡ機器をはじめとして近年
ますます使用頻度が高まりつつある。

また、パルスモータを使用した装置においても、そのス
ペースの小型化、コストの低減化等を目的として、１つ
のパルスモータにクラッチ機構等を組み合わせることに
より、複数の機構を駆動するようになフている。

第５図は、その−例として、２つの機構（ＡおよびＢ）
を駆動するための伝動機構を示す。

パルスモータの出力軸１と一体に回転するピニオンギア
１−ａには、減速歯車４（Ａ側）と減速歯車６（Ｂ側）
とが噛合している。ビニオンギア１−ａが契ｉ２で示す
方向に回転すると、減□速歯車４は図中反時計方向に回
転する。また、減速歯車４にはワンウェイクラッチ（不
図示）を介して出力歯車５が組み合わされており、減速
歯車４が反時計方向に回転したときは出力歯車５が一体
に反時計方向に同一角速度で回転するが、減速歯車４が
時計方向に回転したときは出力歯車５は回転せず、停止
しているようにされている。

一方、減速歯車６はピニオンギア１−ａが矢印３で示す
方向に回転すると図中時計方向に回転する。また、減速
歯車６には上記と同様にワンウェイクラッチ（不図示）
を介して出力歯車７が連結されており、減速歯車６が時
計方向に回転した時は出力歯車７は一体に時計方向に同
一角速度で回転するが、減速歯車６が反時計方向に回転
したときは出力歯車７は回転せず停止しているように構
成されている。

出力歯車５．７にはそれぞれ異なる機能を果たさｉ′る
べく歯車および適宜の機構が連結されていることがあり
、パルスモータの出力軸１が矢印２方向に回転すると出
力歯車５のみが、逆に界印３方向に回転すると出力歯車
７のみがそれぞれ、に接続されている機構を駆動する。

すなわち、パルスモータの回転方向によって２つの機能
部を時分割して駆動制御することができる。

このような例において、出力歯車５および７にかかる負
荷ト“ルウ１回転速度等は一般に互いに等しくないのが
普通である。

ま１・−殻内なｔ＜　）Ｖスゞ−夕０出カド／Ｌ／　’
ｙ　！ｌ寺性を第６図に示す。図は横軸に出力軸の回転
速−５縦軸に出力トルクをとり、駆動電流をｉとすると
ｉ８＞　ｉ９＞　ｉｌＯとしたときの特性であり、回転
速度が小さい程、また駆動電流が大きい程出力トルクは
大きくなる。

ここで回転速度はパルスモータの駆動の励磁相の切換え
タイミングによってパルスレートを変化させることによ
り可変とすることは容易である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、駆動電流を可変に制御できるようにする
ことは駆動回路の複雑化やコストアップを伴うものであ
る。すなわち、モータの回転方向の切換え等により２つ
の機構の駆動の切換えを行なう場合、単一のパルスモー
タ駆動回路を用いることによっては１つの駆動電流しか
廉価には取扱い得す、従って、一方の機構（Ａ側）の駆
動を基準に駆動電流を決定してしまうと、他方の機構（
Ｂ側）の駆動時には回転速度のみによって一意的に出力
トルクが決定されてしまうことになる。

この出力トルクを減速歯車列の適切な選択によって操作
することはもちろん可能であるが、スペース上の問題や
最終出力部の速度の制約の問題等によって操作できない
場合も生じ得る。

また、負荷の大きい一方の機構（例えばＡ側）を基準に
決定した駆動電流にて他方の機構（Ｂ側）を駆動する場
合、負荷トルクに対して出力トルクの余裕が大きく、い
わば無駄な電力を注いでいることになり、その結果パル
スモータにおける発熱も大となるなど不都合な面も生じ
る。

本発明は、かかる不都合を解決し、構成簡単かつ廉価に
して被駆動部材の適切な駆動が可能なパルスモータ駆動
装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明は、パルスモータと、パルスモータ
のトルク伝達の切換えのための部材を有し、部材によっ
て複数の被駆動機構へ出力トルクを切換え、伝達するこ
とにより機構を各別に駆動するパルスモータ駆動装置に
おいて、複数の被駆動機構のそれぞれの負荷条件に応じ
てパルスモータ励磁方式を変更する手段を具えたことを
特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、駆動励磁方式を被駆動機構に応じて変
更する。これにより、駆動トルクの必要ない機構を駆動
するときは実効電流を低減させて発熱を低下させること
が可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の一実施例に係るパルスモータ制御装置
を示す。ここで、人力制御回路１１はキースイッチ等の
入力装置であり、ＭＰＵ　（マイクロプロセッシングユ
ニット）１２へ入力情報を送フてこれを起動する。ＭＰ
Ｕ１１２は、あらかじめＲＯＭ１３内に格納しである第
４図示の制御シーケンスに従って演算制御゛を実行し相
励磁信号を発生して入出力拡張回路１４を介してパルス
モータ駆動回路１５への出力を行なう。そして、パルス
モータ駆動回路１５からの出力に基づいてパルスモータ
１８が駆動される。

タイマ１６はＭＰＩＪ１２からの制御によ□り基準時間
情報の発生、経過時間の測定またはタイマ制御条件に従
った割り込み要求の発生等を行ない、本制御装置の実時
間制御を行なう。また、ＲＯＭ１３には第４図につき後
述する制御手順に対応したプログラムの他、パルスモー
タ１８の速度プロフィール、ステップ数等の固定データ
が格納されており、これらデータがＲＡＭ１７に記憶し
た各種情報と共にパルスモータ１８の動作制御に供され
るものである。

かかる構成において、パルスモータｌＢに４相パルスモ
ータを用いたものとして説明する。

第２図は４相パルスモータにおける各相の励磁シーケン
スを示し、図中（＾）は２相励磁力式、同じ＜（Ｂ）は
ｌ−２相励磁力式をあられす。これらにおいて横軸の時
間軸を等しくしてあり、従ってパルスモータの出力軸の
回転速度は伺等である。４相式パルスモータにおいては
これら２方式が通常使用される駆動方式である。

ここで、各相における単位時間当たりの通電時間は第２
図（Ａ）は５０９ｇ、同図（Ｂ）は３７．情となり、実
効電流は１−２相励磁力式の方が小さくなる。

第３図（＾）および（Ｂ）はこの関係について実測を行
なフた例を示す。

同図（Ａ）および（Ｂ）について、駆動条件は共に定電
圧（２４Ｖ）としてあり、コイル抵抗７０Ω、４８ステ
ップ／周分割のモータを採用した。また、横軸の回転速
度は２相励磁相当に合わせである。そして、この回転速
度に対する２相励磁駆動および１−２相励磁駆動の出力
トルクの関係（同図（Ａ））と、実効電流（全相分）の
関係（同図（８））とを示している。

第３図より明らかなように、２相励磁駆動力式の方が出
力トルクおよび実効電流共に１−２相励磁力式に比して
高くなっている。

第４図はこれらの現象をふまえることによりなされた本
実施例の制御手順の一例を示す。本例では、第５図にお
ける伝動機構を採用し、かつ出力歯車５（Ａ側）を駆動
する時の方が出力歯車７（Ｂ側）を駆動するときよりパ
ルスモータの出力を大とする必要があるものとする。す
なわち、Ａ側の機構を駆動するときとＢ側の機構を駆動
するときとで駆動回路を同一としているから、Ｂ側を駆
動するときにはモータの出力に余裕があることになる。

このような条件において、まず第４図のステップＳ１に
て入力制御回路１１によりＭＰＵ１２の行なう本手順が
起動されると、ＭＰｔｌ１２はステップＳ２にて被駆動
部がＡ側か否かを判定する。そして、肯定判定であれば
ステップＳ３に進み、パルスモータ１８を第５図中時計
方向に、かつ２相励磁力式を採って出力および実効電流
が大きくなるように駆動し、これによってＡ側の機構を
駆動する。このとき、Ｂ側の機構は前述したところによ
り停止の状態である。

一方、ステップＳ２にて否定判定された場合には、駆動
対象はＢ側の機構であるからステップＳ４に進み、パル
スモータ１８を第５図中反時計方向に、かつｌ−２相励
磁力式を採用して出力および実効電流が小さくなるよう
に駆動し、これによってＢ側の機構を・駆動する。この
ときＡ側の機構は停止の状態である。

ステップＳ３またはｓ４にて所定量の回転駆動を行なっ
た場合にはステップｓ５へ進み、本シーケンスを終了す
る。

このように、駆動対象である機構の条件に応じて励磁方
式を切換えることにより、適切な制御が可能となる。

（実施例２） なお、装置や制御シーケンス、あるいは駆動対象に結合
される伝動機構の構成は、以上の説明にのみ限られない
のは言うまでもない。例えば、上述した（実施例１）に
おいては、１つのモータにて２つの機構を駆動する例を
示したが、クラッチ機構を別の駆動源、例えばソレノイ
ド等により駆動させる等の手段を用いることによりｎカ
所（ｎ＝３．４・・・）とすることも可能であり、それ
ぞれの被駆動機構に応じて２相または１−２相の選択を
するように構成することができる。

（実施例３） （実施例１）および（実施例２）においては、パルスモ
ータには４相式のものを採用した構成例を示したが、３
相式、５相式、６相式あるいは８相式等、柚々のパルス
モータに対しても同様に励磁方式を変えるように構成す
ることができる。そしてこの場合、例えば５相式パルス
モータを採用する場合には２−３相励磁と３相励磁とを
切換えるようにすること等、そのモータの特性に合わせ
て励磁方式を選択することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、１つのパルスモー
タに複数の機構部をクラッチ等の手段を介してトルク伝
達して駆動を行なう機構に対して、被駆動機構に応じて
パルスモータの駆動励磁方式を適宜選択できるようにし
たことにより、伝動機構ひいては装置の大型化を伴うこ
となく、必要トルクの低い機構部を駆動するときは実効
電流を下げることにより発熱を低減できる等の利点を有
するパルスモータ駆動装置を最価に実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るパルスモータ駆動装置
を示すブロック図、 第２図（Ａ）および（８）は、それぞれ実施例で採用し
た４相パルスモータの２和動磁力式および１２相励磁方
式の励磁シーケンスを示す説明図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は、パルスモータを２和動磁
力式および１−２和動磁力式で駆動した場合において、
それぞれ回転速度に対する出力トルクおよび実効電流の
関係の一例を示す説明図、第４図は第１図示の装置によ
る制御手順の一例を示すフローチャート、 第５図はクラッチとパルスモータとの組合わせによる機
構の一例を示す説明図、 第６図は一般的なパルスモータの出力トルク特性図であ
る。 １・・・パルスモータ出力軸、 ５・・・出力歯車、 ７・・・出力歯車、 １１・・・入力制御回路、 １２・ＭＰｔｌ　。 １３・−ＲＯＭ。 １４・・・入出力拡張−路、 工５・・・パルスモータ駆動回路、 １６・・・タイマ、 １７・・−ＲＡＭ　。 １８・・・パルスモータ。 〜− 〜ｔ （ｌｒＩＡ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）パルスモータと、該パルスモータのトルク伝達の切
   換えのための部材を有し、該部材によって複数の被駆動
   機構へ出力トルクを切換え、伝達することにより前記機
   構を各別に駆動するパルスモータ駆動装置において、前
   記複数の被駆動機構のそれぞれの負荷条件に応じて前記
   パルスモータ励磁方式を変更する手段を具えたことを特
   徴とするパルスモータ駆動装置。