JPH0785674B2 - リニアモ−タ停止制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、リニアモータ停止制御回路に関する。

（ロ）従来の技術 リニアトラッキング機構を具備する情報再生装置は、所
定方向に伸長されたガイドレールと、該ガイドレールに
沿って移動可能なピックアップと、該ピックアップを駆
動する行動手段とを有しており、該ピックアップがその
上方で回転駆動されるディスクの所望のトラック位置に
移動してディスク上の情報を再生する。そして、上記駆
動手段としては、例えばリニアモータが用いられてい
る。

ところで、リニアトラッキング機構においては、リニア
モータのコイルに供給される電流を制御することによ
り、ピックアップの移動方向や速度制御または停止位置
制御が行なわれるが、ある設定位置に高速で移動しその
位置に正確に停止させる必要がある。

そこで、例えば特開昭55−150165号公報に見られるよう
に、ピックアップの移動に応じて出力される信号数を積
算してピックアップの移動量に応じた信号を発生する第
１の手段と、ピックアップの停止すべき位置の基準位置
からの距離に応じた信号を発生する第２の手段と、第１
及び第２の手段の出力を比較する比較手段とを具備し、
斯る比較手段の出力に応じてピックアップを移動させる
ためのリニアモータの駆動手段を制御するように構成す
ることによって、ピックアップ即ちリニアモータを所定
の位置に正確に停止せしめている。

第４図は斯る構成を用いたリニアモータの停止制御回路
を示すブロック図である。

（１）はリニアモータであり、印加信号の極性により正
逆方向に移動する。（２）は該リニアモータの移動に応
答してパルス信号を発生する信号発生器であり、リニア
モータ（１）の移動方向と平行に配されたリニアエンコ
ーダから成る。（３）は上記パルス信号によりカウント
アップもしくはカウントダウンされるアップダウンカウ
ンタであり、リニアモータ（１）が初期位置から目的地
の方向（以下、正方向と称す）へ移動している時はパル
ス信号によりカウントアップされ、逆に目的地から初期
位置の方向（以下、逆方向と称す）へ移動している時は
パルス信号によりカウントダウンされる。（４）は目的
地までのリニアモータ（１）の移動量を上記パルス信号
の数の形態で記憶するレジスタ、（５）は該レジスタの
内容からアップダウンカウンタ（３）の内容を減算する
減算器、（６）は該減算器の結果をアナログ値に変換す
るD/A変換器、（７）は減算器（５）の結果に零が検出
されるまでＡ端子出力をハイレベルとし、結果に一度で
も零が検出されるとそれ以後リニアモータ（１）が停止
するまでＢ端子出力をハイレベルとする零検出器、
（８）はD/A変換器（６）の最大出力値、即ち、目的地
までのリニアモータ（１）の移動量の大きさに基いてリ
ニアモータ（１）の速度制御を行なう速度制御部であ
る。D/A変換器（６）の最大出力値が大きい場合、リニ
アモータ（１）は第５図（Ａ）に示すように加速、定速
及び減速の各速度制御が行なわれ、D/A変換器（６）の
最大出力値が小さい場合、リニアモータ（１）は第５図
（Ｂ）に示すように加速及び減速の各速度制御が行なわ
れる。（９）は第６図に示すように、減算器（５）の出
力値の絶対値が所定値以上の場合は定出力Ｖもしくは−
Ｖを、また所定値以下の場合は絶対値に比例した比例出
力を発生し、リニアモータ（１）の停止制御を行なう停
止位置制御部、（10）は零検出器（７）のＡ端子出力が
ハイレベルの場合に閉状態となる第１スイッチ、（11）
は零検出器（７）のＢ端子出力がハイレベルの場合に閉
状態となる第２スイッチである。

而して、斯る構成におけるリニアモータ（１）の駆動制
御について説明する。

レジスタ（４）にリニアモータ（１）の初期位置から目
的地までの移動距離に相当する信号発生器（２）のパル
ス信号発生数が記憶されると共にアップダウンカウンタ
（３）がリセットされる。従って、減算器（５）は正の
値を出力し、この出力値はD/A変換器（６）を経て速度
制御部（８）に与えられる。この時、零検出器（７）は
減算器（５）の出力値において零を検出しておらず、Ａ
端子出力をハイレベルとしているので、速度制御部
（８）が上記出力値に基いて発生する速度制御信号は、
第１スイッチ（10）を介してリニアモータ（１）に印加
される。リニアモータ（１）は斯る速度制御信号に基い
て初期位置から正方向へ移動する。

信号発生器（２）がこのリニアモータ（１）の移動に伴
なってパルス信号を発生すると、アップダウンカウンタ
（３）はパルス信号によりカウントアップされる。そし
て、アップダウンカウンタ（３）の内容がレジスタ
（４）の内容と等しくなった時、減算器（５）の出力値
は零となり、リニアモータ（１）は目的地に達したこと
になる。

とろこで、リニアモータ（１）は目的地までの正方向の
移動に伴なう慣性力によって、慣性力に比例した距離だ
け目的地をオーバーシュートする。従って、リニアモー
タ（１）が一度目的地に達した後は、停止位置制御部
（９）によるリニアモータ（１）の停止制御が行なわれ
る。

減算器（５）の出力値が一度零になると、以後零検出器
（７）のＢ端子出力がハイレベルとなり、停止位置制御
部（９）が減算器（５）の出力値に基いて発生する停止
制御信号は、第２スイッチ（11）を介してリニアモータ
（１）に印加される。

斯る停止制御について説明するに、リニアモータ（１）
が目的地を越えてオーバーシュートした場合（減算器
（５）の結果が負の値となった場合）、停止位置制御部
（９）はリニアモータ（１）がオーバーシュートした時
点から減算器（５）の負の値に基いて負の比例信号もし
くは定信号（第６図参照）をリニアモータ（１）に印加
する。この印加に基いて、リニアモータ（１）はオーバ
ーシュートが終了した時点から逆方向へ移動する。次
に、斯る逆方向の移動に伴なう慣性力により、リニアモ
ータ（１）は目的地を越えてアンダーシュートする。そ
こでアンダーシュートした場合（減算器（５）の結果が
再び正の値となった場合）、停止位置制御部は、リニア
モータ（１）がアンダーシュートした時点から正の比例
信号もしくは定信号（第６図参照）をリニアモータ
（１）に印加する。従って、リニアモータ（１）はアン
ダーシュートが終了した時点から再び正方向へ移動す
る。

こうして、リニアモータ（１）はオーバーシュート及び
アンダーシュートを繰り返し行ない、そして斯るシュー
トの量が減少していく減衰振動し、最終的に目的地に停
止する。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 以上のように、速度制御及び停止制御を行なうことによ
り、リニアモータを正確に目的地に停止せしめることが
できるが、停止制御時にリニアモータは振動するので、
停止までの時間が長時間となる。

ところで、パルスモータにおいて、これに歩進パルスを
与えて１ステップづつ歩進せしめる場合も上述のように
パルスモータに振動が発生するので、この振動を制御す
るために、歩進パルスをパルスモータに与えた後、パル
スモータが１ステップ分の歩進を完了する前に制御パル
スをパルスモータに与えている。

そこで、上述の如きリニアモータにおいても、パルスモ
ータと同様に制動を与えることが考えられるが、リニア
モータの停止する目的地における慣性力は、リニアモー
タの移動距離等によって異なるので、画一的な制動では
十分にリニアモータの振動を抑制することができない。

そこで、本発明の目的は、リニアモータの振動を急激に
減少せしめ、簡単な回路構成で短時間でリニアモータを
正確に目的地に停止せしめることにある。

（ニ）問題点を解決するための手段 リニアモータを目的地に移動させた後停止させる場合、
リニアモータの制動に、移動時と逆方向の電圧をかける
本発明のリニアモータ制御回路は、リニアモータと、該
リニアモータをこれが停止する目的地の方向へ移動せし
めた時に上記リニアモータが上記目的地をオーバーシュ
ートする量を検出する検出手段と、オーバーシュートし
た上記リニアモータを上記目的地方向へ移動せしめる時
にこの移動に制動を与える制動期間を上記検出手段の検
出結果に基づいて設定する制御部とを備えたことを特徴
とする。

（ホ）作用 リニアモータのオーバーシュート量は、リニアモータの
目的地での慣性力の大きさによって異なるが、本発明は
斯るオーバーシュート量を検出することにより、オーバ
ーシュートしたリニアモータを目的地方向へ移動せしめ
る時に、リニアモータに適宜の制動を与え、リニアモー
タを振動せしめることなく目的地に停止せしめるもので
ある。

（ヘ）実施例 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。な
お、第４図は同一部分には同一番号を付している。（1
2）は零検出器（７）のＢ端子出力がハイレベルとなっ
た時点から、信号発生器（２）が発生するパルス信号に
よりカウントアップされるカウンタ、（13）は該カウン
タがカウントした最高値を検出し、斯る最高値に基いて
停止位置制御部（９）の動作制御を行なう制動信号を出
力する制御部である。この制動信号は通常ハイレベルで
あり、カウンタ（12）のカウンタ値が最高値になった
後、斯る最高値に基いてある期間ローレベルとなる。こ
のために、制御部（13）はカウンタ（12）の最高値とこ
の最高値にほぼ比例するように決定された制動信号のロ
ーレベル期間との対照テーブルを備えている。なお、制
御部（13）におけるカウンタ（12）の最高値の検出は、
例えば、カウンタ（12）のカウント値をD/A変換し、そ
のアナログ値をピーク検出器にて検出することによって
行ない得る。

第２図は、第１図における停止位置制御部（９）の要部
を示す回路図である。（21）は零検出器（７）のＢ端子
出力信号ｂ及び制御部（13）が出力する制動信号ｃが印
加されたアンドゲート、（22）は上記制動信号ｃが印加
されたインバータ、（23）（24）は夫々アンドゲート
（21）及びインバータ（22）の出力がハイレベルの時に
閉状態となり、逆にローレベルの時に開状態となる第１
スイッチ及び第２スイッチである。そして、第１スイッ
チ（23）及び第２スイッチ（24）の一端には、夫々負及
び正の定電圧−Ｖ及び＋Ｖが印加されており、これら電
圧がアンドゲート（11）に与えられる。

而して、第１図及び第２図に示す本発明の一実施例にお
いて、リニアモータ（１）が初期位置から正方向へ移動
し、最初に目的地に達するまでは、既述の如く、速度制
御部（８）が発生する速度制御信号により駆動制御され
る。

リニアモータ（１）が一度目的地に達してからオーバー
シュートした後の駆動制御は、本発明の特徴であり、以
下第３図（Ａ）及び（Ｂ）の信号波形図を参照して説明
する。なお、第３図（Ａ）はリニアモータ（１）のオー
バーシュート量が小なる場合を示し、同図（Ｂ）はこの
量が大なる場合を示す。

リニアモータ（１）が初期位置から正方向へ移動し、目
的地に達すると、減算器（５）の出力値が零となり、こ
の時点toから零検出器（７）のＢ端子出力信号ｂがハイ
レベルとなる。従って、リニアモータ（１）が目的地を
オーバーシュートすることにより信号発生器（２）が発
生するパルス信号は、カウンタ（12）にてカウントされ
る。

また、制御部（13）が出力する制御信号ｃは、既述のよ
うに通常ハイレベルであり、従って、アンドゲート（2
1）の出力信号ｄはハイレベルとなって第１スイッチ（2
3）がオンし、負の定電圧−Ｖが第２スイッチ（11）を
介してリニアモータ（１）に与えられる。斯る負の定電
圧−Ｖは、リニアモータ（１）を逆方向に移動せしめる
ものであるので、リニアモータ（１）のオーバーシュー
トに制動がかかり、やがてオーバーシュートは終了す
る。

カウンタ（12）の内容は、リニアモータ（１）のオーバ
ーシュートが終了した時点t₁において最大値となり、こ
の最大値は制御部（13）にて検出される。

リニアモータ（１）は、オーバーシュートが終了した時
点t₁から負の定電圧−Ｖに基いて逆方向へ移動し、目的
地の方向へ向かう。制御部（13）は、斯るリニアモータ
（１）の逆方向への移動中、リニアモータ（１）が目的
地に達する以前に既述した対照テーブルに基いて制動信
号ｃを適宜な期間ローレベルとする。従って、アンドゲ
ート（21）が閉じて第１スイッチ（23）がオフし、イン
バータ（22）の出力信号ｅがハイレベルとなって第２ス
イッチ（24）がオンし、正の定電圧Ｖが第２スイッチ
（11）を介してリニアモータ（１）に与えられる。これ
により、リニアモータ（１）の逆方向への移動に制動が
かかる。この時の制御信号ｃのローレベルの期間は、制
御部（13）に備えられた対照テーブルにより決定され、
第３図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リニアモータ
（１）のオーバーシュート量、即ち、カウンタ（12）の
最大値にほぼ比例したものである。

而して、リニアモータ（１）には、逆方向への移動に最
適な制動がかかることとなり、リニアモータ（１）は目
的地に達した時点t₂で確実に停止する。リニアモータ
（１）の停止により、信号ｂはローレベルとなって第２
スイッチ（11）が開状態となり、以後、リニアモータ
（１）は目的地に停止した状態を保つ。

（ト）発明の効果 発明によれば、リニアモータのオーバーシュート量に基
いてリニアモータに適宜な制動がかかるので、リニアモ
ータを大きく振動せしめることなく、短時間で停止せし
めることができる。また、その動作を簡単な回路構成で
達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ブロック図、第２図は要部詳細回路図、第３図は信号波
形図である。第４図乃至第６図は従来例を示し、第４図
はブロック図、第５図はリニアモータの速度特性図、第
６図は信号波形図である。 （１）……リニアモータ、（９）……停止位置制御部、
（12）……カウンタ、（13）……制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リニアモータを目的地に移動させた後停止
   させる場合、リニアモータの制動に、移動時と逆方向の
   電圧をかけるリニアモータ制御回路において、リニアモ
   ータと、該リニアモータをこれが停止する目的地の方向
   へ移動せしめた時に上記リニアモータが上記目的地をオ
   ーバーシュートする量を検出する手段と、オーバーシュ
   ートした上記リニアーモーターを上記目的地方向へ移動
   せしめる時にこの移動に制動を与える制動期間を上記検
   出手段の検出結果に基づいて設定する制御部とを備えた
   ことを特徴とするリニアモータ停止制御回路。