JPH07135799A - ステッピングモータ駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で被測定体の回転に連動して駆動
させることができるステッピングモータ駆動方法及び駆
動装置を提供する。 【構成】 ドリブンギアに連結されたシャフト１には円
板２が嵌着されている。この円板２にはマグネット環
３，４が配設されている。マグネット３は異なる磁極の
小マグネット部３ａ，３ｂが交互に配列されて構成され
ている。マグネット４は異なる磁極の小マグネット部４
ａ，４ｂが交互に配列されて構成されている。また、隣
り合う小マグネット部３ａ，４ａ及び３ｂ，４ｂはそれ
ぞれ互いに異なる方向に磁化されている。マグネット環
３，４に対向して各小マグネット部３ａ，３ｂ、４ａ，
４ｂを検出するためのホールＩＣ７が設けられている。
円板２が回転するとホールＩＣ７は小マグネット部の配
列により形成される励磁順序パターンを検出し、その中
の各相の励磁情報に基づいて各励磁コイルを励磁する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータ駆動
方法及び駆動装置に係わり、詳しくは回転する被検出体
に連動して駆動されるステッピングモータ駆動方法及び
駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用の積算走行距離計を駆動
するために、ステッピングモータＳを使った駆動装置が
使用されている。この駆動装置は、図２１に示すよう
に、自動車のトランスミッション内のドリブンギアの回
転数を検出する車速センサ７１の検出信号に基づいて行
われる。車速センサ７１の検出信号は波形成形回路７２
にて波形成形されたのち、分周回路７３にて周波数を下
げられステッピングモータＭを制御するためのタイミン
グパルスに生成される。このタイミングパルスはドリブ
ンギアの回転に相対して積算距離計の距離カウンタを駆
動するために必要なステッピングモータＭの回動角度に
対応して設定されている。次に、このタイミングパルス
は分配回路７４に入力される。この分配回路７３は駆動
するステッピングモータＭの各相に対する励磁シーケン
スを構成するようになっている。そして、分配回路７４
は入力されたタイミングパルスに対応して各相を励磁す
るための駆動信号を駆動回路７５に出力する。駆動回路
７５は各相に対応して設けられた励磁切換用スイッチン
グ素子から構成されており、この各励磁切換用スイッチ
ング素子は前記駆動信号に基づいて駆動される。そし
て、各励磁コイルにバッテリ電圧７６が印加されるよう
になっている。この結果、ドリブンギアの回転数に対応
して距離カウンタが作動されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なステッピングモータを使用した駆動装置は、分周回路
７３、分配回路７４及び駆動回路７５を必要としている
ため、駆動装置全体のコストを高くしているという問題
があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は簡単な構成で被測定体の
回転に連動して駆動させることができるステッピングモ
ータの駆動方法及び駆動装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、回転する被検出体ととも
に回転する回転体に、ステッピングモータの各相の励磁
コイル毎に設けられた該励磁コイルを励磁させるための
励磁情報を予め定めた順序で配列した順序パターンを形
成し、回転する前記回転体から配列順に読み出される励
磁順序パターン中の各相の励磁情報に基づいて対応する
ステッピングモータの各相の励磁コイルを励磁させて同
ステッピングモータを被検出体と連動して駆動させる。

【０００６】又、請求項２に記載の発明は、回転する被
検出体とともに回転し、ステッピングモータの各相の励
磁コイル毎に設けられた該励磁コイルを励磁させるため
の励磁情報を予め定めた順序で配列した順序パターンを
形成した回転体と、前記各相の励磁コイル毎に設けら
れ、それぞれ対応する前記励磁順序パターン中の励磁情
報を検出する検出手段と、前記各相の励磁コイル毎に設
けられ、それぞれ対応する検出手段の検出信号に基づい
て該励磁コイルを通電するスイッチとからなる。

【０００７】又、請求項３に記載の発明は、回転する被
検出体とともに回転し、ステッピングモータの各相の励
磁コイル毎に設けられた該励磁コイルを励磁させるため
の励磁情報を予め定めた順序で配列した順序パターンを
形成した回転体と、前記各相の励磁コイル毎に設けら
れ、それぞれ対応する前記励磁順序パターン中の励磁情
報を検出して該励磁コイルを通電するスイッチとからな
る。

【０００８】

【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、回転
する被検出体とともに回転する回転体に、ステッピング
モータの各相の励磁コイル毎に設けられた該励磁コイル
を励磁させるための励磁情報が予め定めた順序で配列さ
れた励磁順序パターンが形成されている。回転体が回転
すると励磁順序パターン中の励磁情報が配列順に読み出
され、その励磁情報に対応するステッピングモータの相
の励磁コイルが励磁される。この結果、ステッピングモ
ータが被検出体と連動して駆動される。

【０００９】また、請求項２に記載の発明によれば、回
転する被検出体とともに回転する回転体にはステッピン
グモータの各相の励磁コイル毎に設けられた該励磁コイ
ルを励磁させるための励磁情報が形成されている。励磁
順序パターン中の励磁情報は各相の励磁コイル毎に設け
られた検出手段にてそれぞれ対応するものが検出され
る。各相の励磁コイルは各励磁コイル毎に設けられ、そ
れぞれ対応する検出手段の検出信号に基づいて駆動され
るスイッチにて通電される。

【００１０】また、請求項３に記載の発明によれば、回
転する被検出体とともに回転する回転体にはステッピン
グモータの各相の励磁コイル毎に設けられた該励磁コイ
ルを励磁させるための励磁情報が形成されている。各相
の励磁コイルは各励磁コイル毎に設けられ、それぞれ対
応する励磁順序パターン中の励磁情報を検出して駆動す
るスイッチにて通電される。

【００１１】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を車の積算走行距離計を駆
動するためのステッピングモータの駆動装置に具体化し
た第１実施例を図１〜図４に従って説明する。

【００１２】図１に示すように、図示しない車のドリブ
ンギアと一体回転可能に、被検出体としてのシャフト１
が設けられている。このシャフト１には回転体としての
円板２が固着されている。円板２の外周面全周には軸方
向に２段のマグネット環３，４が固設されている。マグ
ネット環３はそれぞれ等角度の小マグネット部３ａ，３
ｂに区分されている。この各小マグネット部３ａ，３ｂ
はそれぞれ互いに径方向に相反する磁極に磁化されてい
る。すなわち、マグネット環３の外周面は、図２に示す
ように、交互に異なる磁極の小マグネット部３ａ，３ｂ
にて構成されている。本実施例では、異なる磁極が配置
された小マグネット部３ａ，３ｂを励磁情報とし、その
各小マグネット部３ａ，３ｂの予め定められた配列順序
に配列されたマグネット環３を励磁順序パターンとして
いる。

【００１３】また、マグネット環４も同様にそれぞれ等
角度に小マグネット部４ａ，４ｂに区分されている。こ
の各小マグネット部４ａ，４ｂはそれぞれ互いに径方向
に相反する磁極に磁化されている。すなわち、マグネッ
ト環４の外周面は、図２に示すように、交互に異なる磁
極が配置されるように小マグネット部４ａ，４ｂにて構
成されている。本実施例では、同様に異なる磁極の小マ
グネット４ａ，４ｂを励磁情報とし、その各小マグネッ
ト部４ａ，４ｂの予め定められた配列順序に配列された
マグネット環４を励磁順序パターンとしている。さら
に、各マグネット環３，４の互いに隣り合う小マグネッ
ト部３ａ，４ａ及び３ｂ，４ｂの磁化方向は互いに相反
する磁極になるように配置されている。

【００１４】両マグネット環３，４の外周側にはホール
ＩＣ５が図示しない取付板に固設されて設けられてい
る。このホールＩＣ５内には２個の検出手段としてのホ
ール素子６，７が備えられている。ホール素子６は前記
マグネット環３の各小マグネット部３ａ，３ｂに対向
し、その磁極に応じて電圧を発生する。そして、ホール
ＩＣ５はホール素子６が例えばＮ極に相対するとオン信
号を出力し、Ｓ極に相対するとオフ信号を出力する。ま
た、ホール素子７は前記マグネット環４の各小マグネッ
ト部４ａ，４ｂに対向し、その磁極に応じて電圧を発生
する。そして、ホールＩＣ５はホール素子７が例えばＮ
極に相対するとオン信号を出力し、Ｓ極に相対するとオ
フ信号を出力する。

【００１５】また、ホール素子６，７はシャフト１の軸
線方向に配置されているため、ホール素子６が小マグネ
ット部３ａ（Ｎ極）に対向すると、ホール素子７は小マ
グネット部４ｂ（Ｓ極）に対向する。また、ホール素子
６が小マグネット部３ｂ（Ｓ極）に対向すると、ホール
素子７は小マグネット部４ａ（Ｎ極）に対向する。そし
て、円板２が回転すると、ホール素子６はマグネット環
３に沿って各小マグネット部３ａ，３ｂに順次対向して
その磁極に対応する電圧を発生する。また、ホール素子
７はマグネット環４に沿って各小マグネット部４ａ，４
ｂに順次対向してその磁極に対応する電圧を発生する。
この結果、ホールＩＣ５からは、図３に示すように、互
いに相反するホール素子６に基づく駆動信号Ｓｄ１とホ
ール素子７に基づく駆動信号Ｓｄ２が出力される。

【００１６】次に、本実施例において使用されるステッ
ピングモータの駆動回路について説明する。図４に示す
ように、このステッピングモータＭはユニポーラ駆動で
あって、２つの励磁コイル８，９を有している。一方の
励磁コイル８は一端が直流電源Ｅの正極に、他端がスイ
ッチとしてのスイッチングトランジスタ１０を介して直
流電源Ｅの負極に接続されている。励磁コイル８はスイ
ッチングトランジスタ１０のオン動作により直流電源Ｅ
から電圧が印加されて励磁される。また、他方の励磁コ
イル９は一端が直流電源Ｅの正極に、他端がスイッチと
してのスイッチングトランジスタ１１を介して直流電源
Ｅの負極に接続されている。同様にして、励磁コイル９
はスイッチングトランジスタ１１のオン動作により直流
電源Ｅから電圧が印加されて励磁される。

【００１７】スイッチングトランジスタ１０のベースに
は前記ホールＩＣ５の駆動信号Ｓｄ１が入力され、駆動
信号Ｓｄ１に基づいてスイッチングトランジスタ１０は
オン・オフ制御される。また、スイッチングトランジス
タ１１のベースには前記ホールＩＣ５の駆動信号Ｓｄ２
が入力され、駆動信号Ｓｄ２に基づいてスイッチングト
ランジスタ１はオン・オフ制御される。すなわち、ステ
ッピングモータＭはホールＩＣ５が検出する駆動信号Ｓ
ｄ１，Ｓｄ２に基づいて励磁切り換えされ駆動される。

【００１８】従って、本実施例の駆動回路では、前記ホ
ールＩＣ５が各マグネット環３，４の小マグネット部３
ａ，３ｂ、４ａ，４ｂの配列に基づいて出力する駆動信
号Ｓｄ１，Ｓｄ２にて励磁コイル８，９を交互に励磁す
るための１相励磁シーケンスが構成されている。そし
て、この１相励磁シーケンスにより励磁切り換えされ
て、ステッピングモータＭが駆動されるようになってい
る。

【００１９】ステッピングモータＭは積算走行距離計の
図示しない積算カウンタを回転駆動するようになってい
る。この積算カウンタは入力された回転数を、積算され
た、距離を表す数字として表示するようになっている。
ここで、各マグネット環３，４のそれぞれの隣り合う小
マグネット部３ａ，３ｂ又は４ａ，４ｂがホールＩＣ５
に相対するために円板２が所定角度回動すると、ステッ
ピングモータＭが１ステップ回動する。さらに、円板２
の回動角度は積算カウンタの積算距離に対応するように
なっている。この結果、ドリブンギアの回転数がステッ
ピングモータＭの回動角度に変換されて、走行距離が積
算カウンタに積算表示されるようになっている。

【００２０】次に、上記のように構成されたステッピン
グモータ駆動装置による駆動方法について説明する。ド
リブンギアがある回転速度で回転すると、円板２が同じ
回転速度で回転する。すなわち、ホールＩＣ５にはこの
回転速度に応じたタイミングで各小マグネット部３ａ，
３ｂ又は４ａ，４ｂが順次対向する。この結果、ホール
ＩＣ５からは各マグネット環３，４の小マグネット部３
ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂの並ぶ順序に相対した駆動信号
Ｓｄ１，Ｓｄ２が出力される。又、駆動信号Ｓｄ１，Ｓ
ｄ２の各パルス間の周期はドリブンギアの回転速度に対
応する。

【００２１】駆動信号Ｓｄ１はスイッチングトランジス
タ１０に出力され、スイッチングトランジスタ１０は駆
動信号Ｓｄ１にてオン・オフ制御される。また、駆動信
号Ｓｄ２はスイッチングトランジスタ１１に出力され、
スイッチングトランジスタ１１は駆動信号Ｓｄ２にてオ
ン・オフ制御される。従って、励磁コイル８，９は駆動
信号Ｓｄ１及び駆動信号Ｓｄ２にて構成される１相励磁
シーケンスにて交互に励磁される。この結果、ステッピ
ングモータＭはドリブンギアの回転角度に相対して回動
する。

【００２２】ステッピングモータＭは、積算走行距離計
を表示切換するための積算カウンタを駆動する。従っ
て、積算カウンタはドリブンギアの回転角度に相対して
順次回転駆動されるため、走行距離に応じた積算距離を
表示していく。

【００２３】以上詳述したように、本実施例のステッピ
ングモータ駆動方法によれば、ドリブンギアに連結され
た円板２の外周部に各励磁コイル８，９の励磁情報とし
ての異なる磁極の小マグネット部３ａ，３ｂ、４ａ，４
ｂにて形成された励磁順序パターンを形成し、ホールＩ
Ｃ５にてこの励磁順序パターンを検出してこの検出信号
を駆動信号Ｓｄ１，Ｓｄ２として励磁コイル８，９を励
磁するスイッチングトランジスタ１０，１１をオン・オ
フ制御している。従って、ステッピングモータＭを非常
に簡単にシャフト１に連動して駆動できる。

【００２４】又、本実施例のステッピングモータ駆動装
置によれば、シャフト１に固設された円板２の外周部に
異なる磁極の小マグネット部３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂ
にて励磁順序パターンを形成し、この励磁パターンをホ
ールＩＣ５にて検出して駆動信号Ｓｄ１，Ｓｄ２を得
る。そして、この駆動信号Ｓｄ１，Ｓｄ２にて励磁コイ
ル８，９の励磁切り換えを行うスイッチングトランジス
タ１０，１１をオン・オフ制御する。従って、検出信号
を駆動信号に処理するための波形成形回路、分周回路及
び各相の駆動用トランジスタに励磁切換信号を分配する
ための分配回路が不要となり、駆動装置全体の構成が簡
単なものとなりコストが低減される。 （第２実施例）以下、本発明を第１実施例と同じく車の
積算走行距離計を駆動するためのステッピングモータＭ
の駆動装置に具体化した第２実施例を図５〜７に従って
説明する。なお、第１実施例と同じ構成については、符
号を等しくしてその説明を省略する。

【００２５】図５（ａ）に示すように、シャフト１には
回転体としての円板２１，２２が固着されている。円板
２１の外周面全周には円周方向に励磁情報としての長い
凸部２３がその長さの２倍のピッチで全周に形成されて
いる。また、円板２２の外周面全周には同様に円周方向
に励磁情報としての長い凸部２４がその長さの２倍のピ
ッチで全周に形成されている。本実施例においては、凸
部２３及び凸部２４の配列により励磁順序パターンが構
成されている。また、凸部２３及び凸部２４は、図５
（ｂ）に示すように、その位置が交互に互い違いに配列
されている。

【００２６】円板２１の外周側には機械的にオン・オフ
されるスイッチ２５が配設されている。このスイッチ２
５は円板２１の凸部２３に対向する位置で同凸部２３に
て押圧されてオンし、凸部２３に対向しない位置ではオ
フするようになっている。また、円板２２の外周側にも
同様に機械的にオン・オフされるスイッチ２６が配設さ
れている。このスイッチ２６は円板２２の凸部２４に対
向する位置で同凸部２４にて押圧されてオンし、凸部２
４に対向しない位置ではオフするようになっている。

【００２７】また、各スイッチ２５，２６はシャフト１
の軸線方向に並んで配置されているため、スイッチ２５
が凸部２３に対向すると、スイッチ２６は凸部２４間に
対向する。反対に、スイッチ２５が凸部２３間に対向す
ると、スイッチ２６は凸部２４に対向する。そして、円
板２１，２２が回転すると、スイッチ２５は円板２１に
沿って各凸部２３に順次対向してその凸部２３の有無に
対応してオン・オフする。また、スイッチ２６は円板２
２に沿って各凸部２４に順次対向してその凸部２４の有
無に対応してオン・オフする。この結果、スイッチ２
５，２６は図６のタイムチャートに示すタイミングでオ
ン・オフする。

【００２８】図７に示すように、本実施例においても第
１実施例と同様にステッピングモータＭをユニポーラ駆
動するようになっており、２つの励磁コイル２７，２８
を有している。一方の励磁コイル２７は一端が直流電源
Ｅの正極に、他端が前記スイッチ２５を介して直流電源
Ｅの負極に接続されている。励磁コイル２７はスイッチ
２５のオン動作により直流電源Ｅから電圧が印加されて
励磁される。また、他方の励磁コイル２８は一端が直流
電源Ｅの正極に、他端が前記スイッチ２６を介して直流
電源Ｅの負極に接続されている。同様にして、励磁コイ
ル２８はスイッチ２６のオン動作により直流電源Ｅから
電圧が印加されて励磁される。

【００２９】本実施例の駆動回路では、前記円板２１の
外周面に形成された凸部２３、及び円板２２の外周面に
形成された凸部２４のそれぞれの配列により励磁コイル
２７，２８を交互に励磁するための１相励磁シーケンス
が構成されている。そして、この１相励磁シーケンスに
より励磁切り換えされて、ステッピングモータＭが駆動
されるようになっている。

【００３０】以上のように、本実施例のステッピングモ
ータ駆動方法によれば、ドリブンギアに連結された円板
２１，２２に凸部２３，２４にて励磁順序パターンを形
成し、励磁コイル２７を励磁するためのスイッチ２５，
２６にて励磁順序パターンを検出するとともに、凸部２
３，２４にて励磁コイル８，９を通電するスイッチ２
５，２６を直接オン・オフ駆動する。従って、ステッピ
ングモータＭを非常に簡単にシャフト１に連動して駆動
できる。しかも、第１実施例と同様に、波形成形回路、
分周回路及び分配回路及不要となり、駆動装置全体の構
成が簡単なものとなりコストが低減される。さらに、本
実施例においては、駆動回路が不要となるため、駆動装
置全体の構成がさらに簡単なものとなる。 （第３実施例）以下、同様に第３実施例を図８〜図１０
に従って説明する。なお、第１実施例と同じ構成につい
ては、その符号を等しくして説明を省略する。

【００３１】図８に示すように、実施例１と同様本実施
例においても、シャフト１に固着された円板２の外周側
全周にはマグネット環３，４が固設されている。各マグ
ネット環３は交互に配列された異なる磁極の小マグネッ
ト部３ａ，３ｂにて構成されている。また、マグネット
環４は交互に配列された異なる磁極の小マグネット部４
ａ，４ｂにて構成されている。すなわち、円板２の外周
面は、図２に示すように、交互に異なる磁極の小マグネ
ット部３ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂにて構成されている。

【００３２】マグネット環３の外周側にはリードスイッ
チスイッチ３０が配設されている。このリードスイッチ
３０内には２個のリードスイッチ３０ａ，３０ｂが設け
られている。リードスイッチ３０はマグネット環３の各
小マグネット部３ａ，３ｂに対向すると、その磁束の方
向に応じてリードスイッチ３０ａ，３０ｂが同時にオン
する。例えば、図８において、小マグネット部３ａ（Ｎ
極）から小マグネット部３ｂ（Ｓ極）に矢印Ａ方向に向
かう磁束がリードスイッチ３０に作用すると、リードス
イッチ３０ａ，３０ｂが同時にオンする。反対に、矢印
Ｂ方向に向かう磁束が作用すると、リードスイッチ３０
ａ，３０ｂが同時にオフするようになっている。また、
マグネット環４の外周側にはリードスイッチ３１が配設
されている。このリードスイッチ３１内には２個のリー
ドスイッチ３１ａ，３１ｂが設けられている。リードス
イッチ３１はマグネット環４の各小マグネット部４ａ，
４ｂに対向すると、その磁束の方向に応じてリードスイ
ッチ３１ａ，３１ｂが同時にオンする。例えば、図８に
おいて、小マグネット部４ａ（Ｎ極）から小マグネット
部４ｂ（Ｓ極）に矢印Ａ方向に向かう磁束がリードスイ
ッチ３１に作用すると、リードスイッチ３１ａ，３１ｂ
が同時にオンする。反対に、矢印Ｂ方向に向かう磁束が
作用すると、リードスイッチ３１ａ，３１ｂが同時にオ
フするようになっている。

【００３３】また、各リードスイッチ３０，３１はシャ
フト１の軸線方向に並んで配置されているため、リード
スイッチ３０が小マグネット部３ａ（Ｎ極）に対向する
と、リードスイッチ３１は小マグネット部４ｂ（Ｓ極）
に対向する。また、リードスイッチ３０が小マグネット
部３ｂ（Ｓ極）に対向すると、リードスイッチ３１は小
マグネット部４ａ（Ｎ極）に対向する。そして、円板２
が回転すると、リードスイッチ３０はマグネット環３に
沿って各小マグネット部３ａ，３ｂに順次対向してその
磁極間の磁束の方向に対応してリードスイッチ３０ａ，
３０ｂがオン・オフする。また、リードスイッチ３１は
マグネット環４に沿って各小マグネット部４ａ，４ｂに
順次対向してその磁極間の磁束の方向に対応してリード
スイッチ３１ａ，３１ｂがオン・オフする。

【００３４】この結果、リードスイッチ３０ａ，３０ｂ
及び３１ａ，３１ｂは図９のタイムチャートに示すタイ
ミングでオン・オフする。次に、本実施例におけるステ
ッピングモータＭとの接続方法について説明する。図１
０に示すように、本実施例においては、バイポーラ駆動
の駆動回路が形成される。電源Ｅには前記リードスイッ
チ３０ａ，３１ａを介して励磁コイル３２が接続されて
いる。リードスイッチ３０ａが接続された励磁コイル３
２の一端側は前記リードスイッチ３１ｂを介して直流電
源Ｅの負極側に接続されている。また、リードスイッチ
３１ａが接続された励磁コイル３２の他端側は前記リー
ドスイッチ３０ｂを介して直流電源Ｅの負極側に接続さ
れている。

【００３５】そして、リードスイッチ３０ａ，３０ｂが
同時にオンすると、直流電源Ｅから電圧が印加されて励
磁コイル３２が励磁される。また、リードスイッチ３１
ａ，３１ｂが同時にオンすると、直流電源Ｅから電圧が
印加されて励磁コイル３２が逆方向に励磁される。

【００３６】本実施例の駆動装置では、前記リードスイ
ッチ３０，３１が各マグネット環３，４の小マグネット
部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂの配列に基づいてオン・オフ
するタイミングにて、励磁コイル３２を交互に励磁する
ための１相励磁シーケンスが構成されている。そして、
この１相励磁シーケンスにより、ステッピングモータＭ
が励磁切り換えされ駆動されるようになっている。

【００３７】以上のように、本実施例のステッピングモ
ータ駆動方法によれば、ドリブンギアに連結された円板
２の外周部に各励磁コイル８，９の励磁情報としての異
なる磁極の小マグネット部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂにて
形成された励磁順序パターンを形成し、励磁コイル３２
を励磁するためのリードスイッチ３０ａ，３０ｂ及び３
１ａ，３１ｂにてこの励磁順序パターンを検出するとと
もに、小マグネット部３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂにて励磁
コイル３２を通電するリードスイッチ３０ａ，３０ｂ及
び３１ａ，３１ｂを直接オン・オフ駆動する。従って、
ステッピングモータＭを非常に簡単にシャフト１に連動
して駆動できる。また、本実施例においても、第２実施
例と同様に、波形成形回路、分周回路、分配回路及び駆
動回路が不要となり、駆動装置全体の構成が簡単なもの
となりコストが低減される。 （第４実施例）以下、同様に第４実施例を図１１〜図１
３に従って説明する。

【００３８】図１１（ａ）に示すように、シャフト１に
は回転体としての円板４０が固着されている。円板４０
の外周側全体にはマグネット環４１が固設されている。
マグネット環４１は等角度の小マグネット部４１ａ，４
１ｂに区分されている。この各小マグネット部４１ａ，
４１ｂはそれぞれ互いに径方向に相反する磁極に磁化さ
れている。すなわち、マグネット環４１の外周面は、図
１１（ｂ）に示すように、交互に異なる磁極の小マグネ
ット部４１ａ，４１ｂにて構成されている。本実施例で
は、異なる磁極が配置された小マグネット部４１ａ，４
１ｂを励磁情報とし、その各小マグネット部４１ａ，４
１ｂの予め定められた配列順序に配列されたマグネット
環４１を励磁順序パターンとしている。

【００３９】マグネット環４１の外周側にはリードスイ
ッチ４２が配設されている。このリードスイッチ４２は
マグネット環４１の各小マグネット部４１ａ，４１ｂに
対向し、その磁束の方向に応じてオンする。例えば、図
１１（ａ）において、小マグネット部４１ａ（Ｎ極）か
ら小マグネット部４１ｂ（Ｓ極）に矢印Ａ方向に向かう
磁束がリードスイッチ４２に作用すると、リードスイッ
チ４２がオンする。反対に、矢印Ｂ方向に向かう磁束が
作用すると、リードスイッチ４２がオフするようになっ
ている。また、マグネット環４１の外周側のリードスイ
ッチ４２が配設された位置と異なる位置にはリードスイ
ッチ４３が配設されている。このリードスイッチ４３は
リードスイッチ４２と同様にマグネット環４１の各小マ
グネット部４１ａ，４１ｂに対向し、その磁束の方向に
応じてオンする。例えば、図１１（ａ）において、小マ
グネット部４１ａ（Ｎ極）から小マグネット部４１ｂ
（Ｓ極）に矢印Ａ方向に向かう磁束がリードスイッチ４
３に作用すると、リードスイッチ４３がオンする。反対
に、矢印Ｂ方向に向かう磁束が作用すると、リードスイ
ッチ４３がオフするようになっている。

【００４０】また、図１３に示すように、各リードスイ
ッチ４２，４３は、一方の例えばリードスイッチ４２が
オンすると、他方のリードスイッチ４３が１／４周期遅
れてオンし、リードスイッチ４２がオフすると、リード
スイッチ４３が１／４周期遅れてオフする位置に配置さ
れている。この結果、リードスイッチ４２，４３は、図
１２のタイムチャートに示すタイミングでオン・オフす
る。

【００４１】本実施例においても、第２実施例と同様に
ユニポーラ駆動の駆動装置が構成される。図１３に示す
ように、２つの励磁コイル４４，４５の内、一方の励磁
コイル４４は一端が直流電源Ｅの正極に、他端が前記リ
ードスイッチ４２を介して接地されている。励磁コイル
４２はリードスイッチ４２がオンすると、直流電源Ｅか
ら電圧が印加されて励磁される。また、他方の励磁コイ
ル４５は一端が直流電源Ｅの正極に、他端が前記リード
スイッチ４３を介して接地されている。励磁コイル４５
はリードスイッチ４３がオンすると、直流電源Ｅから電
圧が印加されて励磁される。

【００４２】本実施例の駆動回路では、前記リードスイ
ッチ４２，４３がマグネット環４１の小マグネット部４
１ａ，４１ｂの配列に基づいてオン・オフするタイミン
グにて、励磁コイル４４，４５を交互に励磁するための
１−２相励磁シーケンスが構成されている。そして、こ
の１−２相励磁シーケンスにより励磁切り換えされて、
ステッピングモータＭが駆動されるようになっている。

【００４３】以上のように、本実施例のステッピングモ
ータＭの駆動方法によれば、ドリブンギアに連結された
円板４０の外周部に各励磁コイル４４，４５の励磁情報
としての異なる磁極の小マグネット部４１ａ，４１ｂに
て形成された励磁順序パターンを形成し、励磁コイル４
４，４５を励磁するためのリードスイッチ４２，４３に
てこの励磁順序パターンを検出するとともに、小マグネ
ット部４１ａ，４１ｂにて励磁コイル４４，４５を通電
するリードスイッチ４２，４３を直接オン・オフ駆動す
る。従って、ステッピングモータＭを非常に簡単にシャ
フト１に連動して駆動できる。また、本実施例において
も、第２実施例と同様に、波形成形回路、分周回路、分
配回路及び駆動回路が不要となり、駆動装置全体の構成
が簡単なものとなりコストが低減される。 （第５実施例）以下、同様に第５実施例を図１４〜図１
８に従って説明する。なお、第１実施例と同じ構成につ
いては、符号を等しくしてその説明を省略する。

【００４４】図１４に示すように、シャフト１には回転
体としての円板５０が固着されている。円板５０の外周
面全周には軸方向に２段のマグネット環５１，５２が固
設されている。マグネット環５１はそれぞれ等角度の小
マグネット部５１ａ，５１ｂに区分されている。この各
小マグネット部５１ａ，５１ｂはそれぞれ互いに径方向
に相反する磁極に磁化されている。すなわち、マグネッ
ト環５１の外周面は、交互に異なる磁極の小マグネット
部５１ａ，５１ｂにて構成されている。さらに、図１５
に示すように、各小マグネット部５１ａ，５１ｂはそれ
ぞれ互いの境界線に近づくほど磁化の強さが弱くなり、
各小マグネット部５１ａ，５１ｂの中央部が最も強く磁
化されている。本実施例では、異なる磁極が配置された
小マグネット部５１ａ，５１ｂを励磁情報とし、その各
小マグネット部５１ａ，５１ｂの予め定められた配列順
序に配列されたマグネット環５１を励磁順序パターンと
している。

【００４５】また、マグネット環５２も同様にそれぞれ
等角度に小マグネット部５２ａ，５２ｂに区分されてい
る。この各小マグネット部５２ａ，５２ｂはそれぞれ互
いに径方向に相反する磁極に磁化されている。すなわ
ち、マグネット環５２の外周面は、交互に異なる磁極が
配置されるように小マグネット部５２ａ，５２ｂにて構
成されている。さらに、マグネット環５１と同様に、各
小マグネット部５２ａ，５２ｂは互いの境界線に近づく
ほど磁化の強さが弱くなり、各小マグネット部５２ａ，
５２ｂの中央部が最も強く磁化されている。本実施例で
は、異なる磁極の小マグネット５２ａ，５２ｂを励磁情
報とし、その各小マグネット部５２ａ，５２ｂの予め定
められた配列順序に配列されたマグネット環５２を励磁
順序パターンとしている。さらに、各マグネット環５
１，５２の互いに隣り合う小マグネット部５１ａ，５２
ａ及び５１ｂ，５２ｂの磁化方向は互いに相反する磁極
になるように配置されている。

【００４６】両マグネット環５１，５２の外周側にはホ
ールＩＣ５３が配設されている。このホールＩＣ５３内
には２個の検出手段としてのホール素子５４，５５が備
えられている。ホール素子５４は前記マグネット環５１
の各小マグネット部５１ａ，５１ｂに対向し、その磁極
に応じて電圧を発生する。そして、ホールＩＣ５３はホ
ール素子５４が例えばＮ極に相対すると磁極の強さに応
じた電圧を発生し、Ｓ極に相対すると電圧がゼロとな
る。また、ホール素子５５は前記マグネット環５２の各
小マグネット部５２ａ，５２ｂに対向し、その磁極に応
じて電圧を発生する。そして、ホールＩＣ７はホール素
子７が例えばＮ極に相対すると磁極の強さに応じた電圧
を発生し、Ｓ極に相対すると電圧がゼロとなる。

【００４７】また、ホール素子５４，５５はシャフト１
の軸線方向に配置されているため、ホール素子５４が小
マグネット部５１ａ（Ｎ極）に対向すると、ホール素子
５５は小マグネット部５２ｂ（Ｓ極）に対向する。ま
た、ホール素子５４が小マグネット部５１ｂ（Ｓ極）に
対向すると、ホール素子５５は小マグネット部５２ａ
（Ｎ極）に対向する。そして、円板５０が回転すると、
ホール素子５４はマグネット環５１に沿って各小マグネ
ット部５１ａ，５１ｂに順次対向してその磁極に対応す
る電圧を発生する。また、ホール素子５５はマグネット
環５２に沿って各小マグネット部５２ａ，５２ｂに順次
対向してその磁極に対応する電圧を発生する。この結
果、ホールＩＣ５３からは、図１６に示すように、互い
に相反するホール素子５４に基づく駆動信号Ｓｄ３とホ
ール素子５５に基づく駆動信号Ｓｄ４が出力される。

【００４８】本実施例においては、第１実施例と同様に
ユニポーラ駆動の駆動回路が用いられる。但し、図４に
示すように、本実施例においては、スイッチングトラン
ジスタ１０の代わりに駆動用トランジスタ５６が電気的
に接続されており、スイッチングトランジスタ１１の代
わりに駆動用トランジスタ５７が電気的に接続されてい
る。

【００４９】駆動用トランジスタ５６のベースには前記
ホールＩＣ５３の駆動信号Ｓｄ３が入力され、駆動信号
Ｓｄ３に基づいて駆動用トランジスタ５６が出力電圧を
発生する。また、駆動用トランジスタ５７のベースには
前記ホールＩＣ５３の駆動信号Ｓｄ４が入力され、駆動
信号Ｓｄ４に基づいて駆動用トランジスタ５７が出力電
圧を発生する。すなわち、ステッピングモータＭはホー
ルＩＣ５３が検出する駆動信号Ｓｄ３，Ｓｄ４に基づい
て励磁切り換えされ駆動される。

【００５０】従って、本実施例の駆動回路では、前記ホ
ールＩＣ５３が各マグネット環５１，５２の小マグネッ
ト部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂの配列に基づいて
出力する駆動信号Ｓｄ３，Ｓｄ４にて励磁コイル８，９
を交互に励磁するための１相励磁シーケンスが構成され
ている。そして、この１相励磁シーケンスにより励磁切
り換えされて、ステッピングモータＭが駆動されるよう
になっている。

【００５１】以上のように、本実施例のステッピングモ
ータ駆動方法によれば、ドリブンギアに連結された円板
５０の外周部に各励磁コイル８，９の励磁情報としての
異なる磁極の小マグネット部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，
５２ｂにて形成された励磁順序パターンを形成し、ホー
ルＩＣ５３にてこの励磁順序パターンを検出してこの検
出信号を駆動信号Ｓｄ３，Ｓｄ４として励磁コイル８，
９を励磁する駆動用トランジスタ５６，５７を制御して
いる。従って、ステッピングモータＭを非常に簡単にシ
ャフト１に連動して駆動できる。しかも、第１実施例と
同様に、波形成形回路、分周回路及び分配回路が不要と
なり、駆動装置全体の構成が簡単なものとなりコストが
低減される。

【００５２】また、本実施例においては、ほぼ正弦波の
駆動信号Ｓｄ３，Ｓｄ４にて駆動用トランジスタ５６，
５７を制御して励磁コイル８，９を励磁することによ
り、ステッピングモータＭの過渡応答特性を好ましいも
のとすることができる。すなわち、矩形波を励磁コイル
に入力した場合は、図１７に示すように、ステッピング
モータＭは立ち上がり時間ｔ１が短く急速に動作する。
また、オーバシュートΔθ１が大きく、減衰率が小さい
ため、完全に停止するまでのセットリングタイムが長
い。これに対して、図１８に示すように、正弦波が入力
された場合は、立ち上がり時間ｔ２が長くなり、オーバ
シュートΔθ２が小さく、減衰率が大きいためセットリ
ングタイムが短くなる。従って、ステッピングモータＭ
がスムーズに立ち上がり短い時間で安定するため、振動
が低減される。尚、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次の
ように構成することもできる。

【００５３】（１） 第１実施例において、各マグネッ
ト環３，４のそれぞれの小マグネット部３ａ，３ｂ、４
ａ，４ｂが隣り合う位置関係を、例えば、３ａと４ａと
を隣り合わせるといったように、実施例以外の位置関係
としてもよい。この場合、２つの励磁順序パターンにて
スイッチングトランジスタ１０，１１をオン・オフ駆動
することにより、１−２相励磁シーケンスを構成するこ
とができる。

【００５４】（２） 第２実施例において、図１９に示
すように、円板６１及び６２の外周面に凸部６３，６４
を重なるように配置することにより、図２０に示すよう
なタイミングでスイッチ２５，２６をオン・オフするよ
うに構成してもよい。この場合、これらのタイミングで
異なる相の励磁コイルをオン・オフすることにより、１
−２相励磁シーケンスを構成してもよい。

【００５５】また、各円板６１，６２の凸部を重ねて配
列することにより、２相励磁を行うようにしてもよい。 （３） 第３実施例において、リードスイッチ３０，３
１をリードスイッチ４２，４３と同様の単一のものと
し、ユニポーラ駆動回路のスイッチとすることにより、
ステッピングモータＭをユニポーラ駆動するように構成
してもよい。

【００５６】（４） 第４実施例において、リードスイ
ッチ４２，４３の位置を変更することにより、オン・オ
フのタイミングを１相励磁シーケンスを構成するように
配置してもよい。

【００５７】また、マグネット環４１の外周側のリード
スイッチ４２と同じタイミングでオン・オフする位置
と、リードスイッチ４３と同じタイミングでオン・オフ
する位置にそれぞれリードスイッチを設けてもよい。そ
して、この４個のリードスイッチにてバイポーラ駆動回
路を構成してもよい。

【００５８】（５） 第５実施例において、各小マグネ
ット部５１ａ，５１ｂ、５２ａ，５２ｂの磁極の強さの
分布は中央部が最大でなくともよく、その分布を適宜に
設定してもよい。磁極の分布を最適なものに設定するこ
とにより、スッピングモータＭの応答特性を最適化する
ことができる。

【００５９】（６） シャフト１の回転に対応して、各
スイッチングトランジスタの駆動信号を生成する方法
は、本実施例１〜５の方法に限定されるものではなく、
例えば、シャフト１に固設された励磁順序パターンを構
成するカムプレートとカムプレートによりオン・オフさ
れるスイッチであったり、又、円板２に形成された励磁
順序パターンを構成する導通面と摺動してオン・オフす
るスイッチ等であってもよい。

【００６０】また、レーザ光等の光源から照射された光
を回転体に形成された励磁順序パターンを構成する反射
面で反射させ、この反射光をフォトトランジスタ、フォ
トダイオード等で検出して駆動信号を得るようにしても
よい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
単な構成で被測定体の回転に連動して駆動させることが
できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のステッピングモータ駆動装置の回
転体及びホールＩＣを示す斜視図である。

【図２】マグネット環の小マグネット部の配列を示す正
面図である。

【図３】ホールＩＣの出力する駆動信号を示すタイムチ
ャートである。

【図４】駆動回路を示す概略回路図である。

【図５】（ａ）は、第２実施例の回転体及びスイッチを
示す斜視図であり、（ｂ）は、円板の外周面の凸部の配
列を示す正面図である。

【図６】各スイッチのオン・オフのタイミングを示すタ
イムチャートである。

【図７】ステッピングモータの励磁コイルへの接続を示
す概略回路図である。

【図８】第３実施例の回転体及びリードスイッチを示す
斜視図である。

【図９】各リードスイッチのオン・オフのタイミングを
示すタイムチャートである。

【図１０】ステッピングモータの励磁コイルへの接続を
示す概略回路図である。

【図１１】（ａ）は、第４実施例の回転体及びリードス
イッチを示す斜視図であり、（ｂ）は、マグネット環の
外周面の小マグネット部の配列を示す正面図である。

【図１２】各リードスイッチのオン・オフのタイミング
を示すタイムチャートである。

【図１３】各リードスイッチの小マグネット部に対する
配置と各励磁コイルとの接続を示す概略構成図である。

【図１４】第５実施例の回転体及びホールＩＣを示す斜
視図である。

【図１５】回転体の外周部における磁極の強さを示すグ
ラフである。

【図１６】ホールＩＣの出力する駆動信号を示すグラフ
である。

【図１７】矩形波が印加された時のステッピングモータ
の応答特性を示すグラフである。

【図１８】正弦波が印加された時のステッピングモータ
の応答特性を示すグラフである。

【図１９】別例の回転体の外周面における凸部の配列状
態を示す正面図である。

【図２０】同じく、各スイッチのオン・オフのタイミン
グを示すタイムチャートである。

【図２１】従来例のステッピングモータの駆動装置を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１…被検出体としてのシャフト、２…回転体としての円
板、３，４…励磁順序パターンとしてのマグネット環、
３ａ，３ｂ…励磁情報としての小マグネット部、４ａ，
４ｂ…同じく小マグネット部、６，７…検出手段として
のホール素子、８，９…励磁コイル、１０，１１…スイ
ッチとしてのスイッチングトランジスタ、２１，２２…
回転体としての円板、２３，２４…励磁順序パターン及
び励磁情報としての凸部、２５，２６…スイッチ、３０
ａ，３０ｂ…スイッチとしてのリードスイッチ、３１
ａ，３１ｂ…同じくリードスイッチ、３２…励磁コイ
ル、４０…回転体としての円板、４１…励磁順序パター
ンとしてのマグネット環、４１ａ，４１ｂ…励磁情報と
しての小マグネット部、４２，４３…スイッチとしての
リードスイッチ、４４，４５…励磁コイル、５０…回転
体としての円板、５１，５２…励磁順序パターンとして
のマグネット環、５１ａ，５１ｂ…励磁情報としての小
マグネット部、５２ａ，５２ｂ…同じく小マグネット
部、５４，５５…検出手段としてのホール素子、５６，
５７…スイッチとしての駆動用トランジスタ、Ｍ…ステ
ッピングモータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する被検出体（１）とともに回転す
   る回転体（２）に、ステッピングモータ（Ｍ）の各相の
   励磁コイル（８，９，２７，２８，３２，４４，４５）
   毎に設けられた該励磁コイル（８，９，２７，２８，３
   ２，４４，４５）を励磁させるための励磁情報（３ａ，
   ４ａ，２３，２４，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，
   ４１ａ，４１ｂ）を予め定めた順序で配列した励磁順序
   パターン（３，４，２３，２４，３１，３２，４１）を
   形成し、回転する前記回転体（２）から配列順に読み出
   される励磁順序パターン（３，４，２３，２４，３１，
   ３２，４１）中の各相の励磁情報（３ａ，４ａ，２３，
   ２４，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，４１ａ，４１
   ｂ）に基づいて対応するステッピングモータ（Ｍ）の各
   相の励磁コイル（８，９，２７，２８，３２，４４，４
   ５）を励磁させて同ステッピングモータ（Ｍ）を被検出
   体（１）と連動して駆動させるステッピングモータ駆動
   方法。
2. 【請求項２】 回転する被検出体（１）とともに回転
   し、ステッピングモータ（Ｍ）の各相の励磁コイル
   （８，９）毎に設けられた該励磁コイル（８，９）を励
   磁させるための励磁情報（３ａ，４ａ，４１ａ，４１
   ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ）を予め定められ
   た順序で配列した励磁順序パターン（３，４，４１，５
   １，５２）を形成した回転体（２，５０）と、 前記各相の励磁コイル（８，９）毎に設けられ、それぞ
   れ対応する前記励磁順序パターン（３，４，４１）中の
   励磁情報（３ａ，４ａ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１
   ｂ，５２ａ，５２ｂ）を検出する検出手段（６，７，５
   ４，５５）と、 前記各相の励磁コイル（８，９）毎に設けられ、それぞ
   れ対応する検出手段（６，７，５４，５５）の検出信号
   に基づいて該励磁コイル（８，９）を通電するスイッチ
   （１０，１１，５６，５７）とからなるステッピングモ
   ータ駆動装置。
3. 【請求項３】 回転する被検出体（１）とともに回転
   し、ステッピングモータ（Ｍ）の各相の励磁コイル（２
   ７，２８，３２，４４，４５）毎に設けられた該励磁コ
   イル（２７，２８，３２，４４，４５）を励磁させるた
   めの励磁情報（２３，２４，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，
   ３２ｂ，４１ａ，４１ｂ）を予め定めた順序で配列した
   励磁順序パターン（２３，２４，３１，３２，４１）を
   形成した回転体（２１，２２，３０，４０）と、 前記各相の励磁コイル（２７，２８，３２，４４，４
   ５）毎に設けられ、それぞれ対応する前記励磁順序パタ
   ーン（２３，２４，３１，３２，４１）中の励磁情報
   （２３，２４，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，４１
   ａ，４１ｂ）を検出して該励磁コイル（２７，２８，３
   ２，４４，４５）を通電するスイッチ（２５，２６，３
   ０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ，４２，４３）とからな
   るステッピングモータ駆動装置。