JPH09266697A

JPH09266697A - 計時用ステップモータの制御方法、制御装置および計時装置

Info

Publication number: JPH09266697A
Application number: JP7372296A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kubota; 勝窪田; Hiroyuki Kojima; 博之小島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: JP3661264B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子腕時計などに用いられている計時用ステ
ップモータを駆動するために消費される電力をさらに低
減可能な制御方法および制御装置を提供する。【解決手段】ステップモータに供給する駆動パルスを
チョッパ制御し、駆動パルスの初期および終期のデュー
ティー比を中期のデューティー比より低く設定する。こ
れによって、駆動パルス内の実効電力の分布を初期およ
び終期は低く、中期が高くなるように設定でき、ステッ
プモータのコギングトルクにマッチしたトルクをステッ
プモータに発生させられる。従って、駆動パルス初期お
よび終期の無駄な電力消費を省け、ロータを低速で回転
させられるので、ステップモータを駆動するために消費
される電力を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータの
制御方法および制御装置に関し、特に、２極磁化された
ロータを備えたＰＭタイプの計時用ステップモータの制
御方法および制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】小型の電子時計やタイマーなどの計時装
置においては、時刻表示のための運針などにロータとし
て２極磁化された永久磁石を用いたＰＭタイプのステッ
プモータが用いられている。この計時用のステップモー
タは、ステータの駆動コイルに極性の異なる駆動パルス
を交互に供給すると、ロータの周囲に磁極の反転した磁
界が形成され、これによってロータを１８０度回転させ
ることが可能なステップモータであり、構造が簡易で消
費電力の小さな計時用ステップモータである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、小型で携帯に適
した電子装置は集積化が進み、ユーザーの様々なニーズ
に対応して多機能化が進んでいる。腕装着型の装置など
においても計時装置に加え多種多様な機能を備えた装置
が実現されている。これらの電子装置においては、多く
の装置が同時にあるいは継続して動作するため、消費電
力は増加する傾向にある。一方、これらの携帯用に適し
た小型の電子装置においては、搭載可能な電源が限られ
ているので、長時間、安定した動作を行うためには消費
電力をできるだけ低減することが重要である。また、太
陽電池などを用いて自動的に発電を行って電池の交換な
しに長期間、何処でも自由に使用できる携帯型電子機器
も考案されているが、これらの発電システムからは大き
な電流密度を得にくい。

【０００４】時刻表示をステップモータを用いて行う計
時装置においても多機能化が進んでおり、ステップモー
タを駆動するために消費される電力をさらに低減するこ
とが望まれている。

【０００５】そこで、本発明においては、ステップモー
タを駆動するために供給される駆動パルスの電力分布を
適正化し、電力消費を低減可能な計時用ステップモータ
の制御方法および制御装置を提供することを目的として
いる。特に、本発明においては、小型・携帯型の電子機
器などに適した簡単な電力制御によって適正な電力分布
の駆動パルスをステップモータに供給し、電力消費を低
減できる制御方法および制御装置を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、２極
磁化された永久磁石からなるロータの周囲にステータに
よって２極の磁界が発生され、これによってロータが１
８０度回転される計時用ステップモータにおいて、その
無励磁状態におけるトルク（ディテントトルクあるいは
コギングトルク）が図２に示すように、回転角度に応じ
てほぼサインカーブを描いて変化することに着目した。
そして、このコギングトルクの変化を考慮して電力分布
を可変にした駆動パルスによってステップモータを駆動
するようにしている。すなわち、本発明においては、２
極磁化された永久磁石からなるロータと、駆動パルスに
よって反転した磁極の磁界を発生させてロータを１８０
度回転させるステータとを有する計時用ステップモータ
を制御する際に、計時信号に伴って供給される駆動パル
スの電力分布を初期の実効電力が中期の実効電力に比べ
て低くなるようにしている。

【０００７】図２から判るように、ロータの回転初期に
はコギングトルクは小さいのでステップモータの発生ト
ルクは小さくて良い。従って、初期の実効電力が小さい
駆動パルスを用いてもロータを始動できる。一方、コギ
ングトルクは回転角度に伴って徐々に増加するので、こ
れに合わせて駆動パルスの中期の実効電力を大きくし、
確実にロータを回転させる。このように、駆動パルスの
立ち上がり、あるいは立ち下がりの初期の実効電力を抑
えることによって、ステップモータのコギングトルクに
対する余分なトルクの発生を抑制できるので無駄な電力
消費を省き、消費電力を低減できる。さらに、駆動パル
スを供給した直後にロータが急激に加速されないので、
ロータの回転に起因して駆動コイルで発生する逆起電力
も小さくできる。このため、コギングトルクが増加する
駆動パルスの中期に十分な電力を供給することが可能と
なり、少ない電力で確実にロータを回転できる。

【０００８】さらに、ロータの回転が進むとコギングト
ルクは減少し、ロータの回転に対し抵抗となる側から駆
動する側に転ずる。このため、駆動パルスの終期の実効
電力は中期の実効電力に比べて低く設定することが可能
であり、これによってさらに消費電力を低減できる。ま
た、余分な電力によってステップモータに過度のトルク
を発生させずに済むので、駆動パルスを供給した後の減
衰振動時間（セットリングタイム）を少なくし、この間
の振幅も小さくできる。従って、この間の誘導起電力を
小さくでき、ジュール熱などによって喪失されるエネル
ギーを削減できる。

【０００９】このような駆動パルスの電力分布を制御す
るには、ステップモータに駆動パルスを供給する駆動手
段に対し、基準時間発生手段から供給された計時信号に
よって駆動手段をチョッパ制御して駆動パルスを発生す
る制御手段を用いることが可能である。この制御手段に
よって駆動パルスをチョッパ制御し、初期のデューティ
ー比を中期のデューティー比より低く設定することによ
って、駆動パルスの電力分布を変更し、初期の実効電力
を中期の実効電力より低くできる。また、終期のデュー
ティーを低くすることによって駆動パルスの終期の実効
電力を低くすることができる。駆動パルスの電力分布の
制御には、チョッパ制御に限らず、インバータなどを用
いたパルス幅変調制御によって行うことも可能であり、
初期のパルス幅を中期のパルス幅に比べて狭くすれば良
い。同様に、終期のパルス幅を中期のパルス幅より狭く
設定することによって駆動パルスの終期の実効電力を低
減できる。

【００１０】計時を行うステップモータに対し供給する
駆動パルスを、上記の制御手段によって電力制御するこ
とにより、計時装置の電力消費を大幅に低減でき、電力
の限られた小型で携帯に適した電子装置においても、計
時機能に加えて他の機能を有効に活用することができ
る。また、電子装置の電池の寿命を延ばし、あるいは電
池の交換を不要にすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
をさらに詳細に説明する。図１に、本発明に係る計時装
置１の概略構成を示してある。本例の計時装置１は、ス
テップモータ１０と、このステップモータ１０を制御す
る制御装置２０と、ステップモータ１０の動きを伝達す
る輪列５０、および輪列５０によって運針される秒針６
１、分針６２および時針６３を備えている。本例のステ
ップモータ１０は、制御装置２０から供給される駆動パ
ルスによって磁力を発生する駆動コイル１１と、この駆
動コイル１１によって励磁されるステータ１２と、さら
に、ステータ１２の内部で回転するロータ１３を備えて
いる。このロータ１３はディスク状の２極の永久磁石に
よって構成されており、ＰＭ型（永久磁石回転型）の１
相のステップモータ１０となっている。ステータ１２に
は、駆動コイル１１で発生した磁力によって異なった磁
極がロータ１３の回りのそれぞれの相１５および１６に
発生するように磁気飽和部１７が設けられている。ま
た、ロータ１３の回転方向を規定するために、ステータ
１２の内周の適当な位置には内ノッチ１８が設けられて
おり、これによってコギングトルクを発生させてロータ
１３が適当な位置に停止するようにしている。

【００１２】ステップモータ１０のロータ１３の回転
は、かなを介してロータ１３に噛合された五番車５１、
四番車５２、三番車５３、二番車５４、日の裏車５５お
よび筒車５６からなる輪列５０によって各針に伝達され
る。四番車５２の軸には秒針６１が接続され、二番車５
４には分針６２が接続され、さらに、筒車５６には時針
６３が接続されており、ロータ１３の回転に連動してこ
れらの各針によって時刻が表示される。輪列５０には、
さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など（不
図示）を接続することももちろん可能である。

【００１３】本例の計時装置１においては、ステップモ
ータ１０の回転することによって時刻が表示されるよう
になっている。従って、ステップモータ１０は所定の計
時信号に従って出力された駆動パルスによって駆動され
る。ステップモータ１０を制御する本例の制御装置２０
は、水晶振動子などの基準発振源２１を用いて基準周波
数の基準パルスを出力する発振回路２２と、基準パルス
を分周して計時を行うための特定の幾つかの計時信号
（タイミング信号）φ０〜φ４を出力する分周回路２３
と、さらに、基準パルスに基づき数ｋＨｚ〜数１０ｋＨ
ｚの高周波のパルス信号（チョッパ信号）を発生するチ
ョッパ回路２４を備えている。これらのタイミング信号
およびチョッパ信号は、ステップモータ１０に供給する
駆動パルスを生成するための駆動回路３１を制御する制
御回路３０に供給される。制御回路３０は、これらのタ
イミング信号およびチョッパ信号によって駆動パルスを
発生させ、その駆動パルスの実効電力をチョッパ制御を
用いて変動できるようにしている。すなわち、駆動パル
スを直流チョッパして駆動パルスを複数のサブパルスか
ら構成し、各サブパルスのデューティー比を制御するこ
とにより、各サブパルスのパルス幅を制御し、駆動パル
スの電力分布およびパルス全体の実効電力を制御できる
ようにしている。

【００１４】本例の駆動回路３１は、ｐチャンネルＭＯ
Ｓトランジスタ（以降においてはＭＯＳ）３２、３３お
よびｎチャンネルＭＯＳ３４、３５をバイポーラ型の駆
動回路を構成するように接続してあり、これらのＭＯＳ
３２、３３、３４および３５によって電源から供給され
た電力を制御し、ステップモータの駆動コイル１１に極
性の異なる駆動パルスを交互に供給できるようになって
いる。このような駆動回路３１はＣＭＯＳなどを用いて
簡単に構成できるものであり、上記の制御回路３０など
と共に１つの基板上にモノリシック化することも可能で
ある。

【００１５】さらに、駆動回路３１から駆動コイル１１
へ駆動パルスを供給する配線には、駆動パルスを供給し
た後に生ずる誘起電圧などからロータ１３の回転・非回
転を検出する検出回路３９が接続されており、制御回路
３０はこの検出回路３９からの検出信号によってさらに
制御を行えるようになっている。

【００１６】本例のステップモータ１０においては、駆
動回路３１から供給された駆動パルスによって駆動コイ
ルが励磁され、ロータ１３の周囲に位置するステータ１
２の第１および第２の端部１５および１６の間に磁界が
発生する。そして、極性の反転した駆動パルスが供給さ
れると、ロータ１３に磁極の反転した磁界が発生され、
これによってロータ１３は１８０度回転する。本例のス
テップモータ１０はＰＭ型であり、ロータ１３に永久磁
石を用いているので無励磁保持トルク（ディテントトル
クあるいはコギングトルク）を備えており、このコギン
グトルクがロータの回転角度によって変化する。さら
に、本例のステップモータ１０は、ステータ１２にロー
タ１３の静的な安定位置を定める内ノッチ１８を設けて
あり、この内ノッチ１８に対しロータ１３の２極がほぼ
直交した位置で静止する。ロータ１３が動く過程におい
て、コギングトルクＴｃが変化する様子を図２に示して
ある。本図から判るように、コギングトルクＴｃはロー
タ１３の回転角度に応じてほぼサインカーブを描いて変
化する。すなわち、静的な安定位置から回転角度が増加
するといったんコギングトルクＴｃは増加し、そののち
減少する。そして、ロータ１３が中間地点を過ぎると、
コギングトルクＴｃはロータの回転運動に抵抗となる側
から駆動する側のトルクとして作用し、次の静的安定位
置で位置エネルギーが最も低くなるように変化する。

【００１７】従って、ステップモータ１０に駆動パルス
が供給され、駆動パルスによって励磁された磁界により
ロータ１３がコギングトルクＴｃより大きな回転力を得
るとロータ１３は回転を開始する。そして、ロータ１３
が９０度以上回転するとコギングトルクＴｃによって次
の静的安定位置に向かい、その静的安定位置を中心に振
動する。そして、減衰振動時間（セットリングタイム）
が経過したのち、静的安定位置にロータ１３が静止す
る。計時を行う本例のステップモータ１０には、定期
的、例えば１秒毎（１Ｈｚ）に数〜数１０ｍｓ程度の駆
動パルスが断続的に供給され、ロータ１３は回転および
静止を繰り返す。そして、ロータ１３が回転した後の減
衰振動による誘起電力を検出回路３９によって検出し、
ロータ１３の回転・非回転を判断する。さらに、ロータ
１３が非回転の場合は、さらに大きな電力の駆動パルス
をステップモータ１０に供給して強制的に回転させる。

【００１８】図３に、本例の制御回路２０において、分
周回路２３から供給されたタイミング信号φ０〜φ４お
よびチョッパ回路２４から供給されたチョッパ信号によ
って制御回路３０が駆動回路３１を制御し、駆動パルス
がステップモータの駆動コイル１１に出力される様子を
示してある。分周回路１３から供給される各タイミング
信号φ０、φ１、φ２、φ３およびφ４は同一の周期、
例えば、計時に適当な１Ｈｚのサイクル信号であり、そ
れぞれの信号のレベルが変動するタイミングを変えてあ
る。一方、チョッパ回路１６から供給されるチョッパ信
号は短い周期の信号であり、例えば、３ｋＨｚ程度の信
号である。

【００１９】時刻ｔ１に、タイミング信号φ０が低レベ
ルから高レベルに変わると、ステップモータ１０に駆動
パルスを供給するサイクルがスタートする。そして、時
刻ｔ２にタイミング信号φ１が低レベルから高レベルに
変わると、例えば、駆動回路３１のｐチャンネルＭＯＳ
３２およびｎチャンネルＭＯＳ３４に高レベルの制御信
号が印加され、駆動パルスが発生する。このタイミング
信号φ１によってステップモータの駆動コイル１１に供
給される駆動パルスは、ＭＯＳ３２および３４に印加さ
れる制御信号により、チョッパ信号およびタイミング信
号φ１に対応したデューティー比でオンオフされ、幅の
狭い複数のサブパルスによって構成される。従って、駆
動パルスの立ち上がり初期、すなわち、時刻ｔ２から次
のタイミング信号φ２が立ち上がる時刻ｔ３までの駆動
パルスは、チョッパ信号に同期したデューティー比が５
／３２程度の幅の狭いサブパルスによって構成される。

【００２０】次に、時刻ｔ３にタイミング信号φ２が低
レベルから高レベルになると、制御回路３０は、制御信
号のデューティー比をタイミング信号φ２に対応した値
に変える。これによって、駆動パルスの中期、すなわ
ち、時刻ｔ３から次のタイミング信号φ３が立ち上がる
時刻ｔ４までの駆動パルスは、チョッパ信号に同期した
デューティー比が２２／３２程度の幅の広いサブパルス
によって構成される。

【００２１】さらに、時刻ｔ４にタイミング信号φ３が
低レベルから高レベルになると、制御回路３０が制御信
号のデューティー比をタイミング信号φ３に対応した値
に変える。これによって、駆動パルスの終期の、時刻ｔ
４から次のタイミング信号φ４が立ち上がり駆動パルス
が終了する時刻ｔ５までの駆動パルスは、チョッパ信号
に同期したデューティー比が１０／３２程度の幅の狭い
サブパルスによって構成される。

【００２２】このような１つの駆動パルスをステップモ
ータ１０に供給するサイクルが終了すると、ロータの回
転・非回転が検出回路３９によって検出され、必要であ
れば、上記の駆動パルスより十分に大きな実効電力を備
えた駆動パルスが供給され、ロータを強制的に回転させ
る。

【００２３】次に、時刻ｔ６に、タイミング信号φ１が
高レベルから低レベルに反転すると、先の駆動パルスと
電圧レベルが反転した次の駆動パルスをステップモータ
に供給する新たなサイクルが開始される。時刻ｔ７にタ
イミング信号φ２が反転すると、例えば、駆動回路３１
のｐチャンネルＭＯＳ３３およいｎチャンネルＭＯＳ３
５に高レベルの制御信号が印加され、駆動パルスが立ち
下がる。この駆動パルスの立ち下がり初期、すなわち、
時刻ｔ７から次のタイミング信号φ２が反転する時刻ｔ
８までの駆動パルスは、前のサイクルの駆動パルスと反
対の電圧で、チョッパ信号に同期したデューティー比が
５／３２程度の幅の狭いサブパルスによって構成され
る。同様に、駆動パルスの中期、時刻ｔ８から次のタイ
ミング信号φ３が立ち下がる時刻ｔ９までの駆動パルス
は、チョッパ信号に同期したデューティー比が２２／３
２程度の幅の広いサブパルスによって構成され、時刻ｔ
９から次のタイミング信号φ４が立ち上がり駆動パルス
が終了する時刻ｔ５までの駆動パルスの終期は、チョッ
パ信号に同期したデューティー比が１０／３２程度の幅
の狭いサブパルスによって構成される。

【００２４】図４に、上記の駆動パルスによって駆動コ
イルに流れた電流の変化の様子を示してある。本図に示
したように、電流波形は、ほぼ図２に示したコギングト
ルクＴｃの前半の変化に対応しており、コギングトルク
Ｔｃの小さい領域（駆動パルスの初期）では駆動コイル
に流れる電流は少なくステップモータには小さなトルク
が発生する。一方、コギングトルクＴｃの大きな領域
（駆動パルスの中期）では駆動コイルに大きな電流が流
れてステップモータに大きなトルクが発生していること
が判る。さらに、駆動パルスの後半では、駆動コイルに
流れる電流は少なくなくステップモータには小さなトル
クが発生していることが判る。そして、駆動パルスが供
給された後に、ロータが次の静止位置で減衰振動を行っ
ていることを示す誘起電流が発生しており、ロータが確
実に回転していることが判る。本例のチョッパ制御によ
りサブパルスのパルス幅を可変にして電力分布を設定し
た本例の駆動パルスの消費電流は、後述する均等なサブ
パルスによる駆動パルスの消費電流の約７０〜８０％に
抑えられることが本願出願人らの測定によって判ってい
る。

【００２５】このように、チョッパ制御によって電圧分
布を可変にした本例と比較するために、均等なサブパル
スによって形成された均等な電圧分布の駆動パルスによ
ってステップモータを駆動する様子を図５および図６に
示してある。図５に示すように、時刻ｔ１１にタイミン
グ信号φ０が高電位に変わると、駆動パルスを供給する
サイクルが開始される。時刻ｔ１２にタイミング信号φ
１が高電位に変わるとチョッパ信号に同期したデューテ
ィー比が２２／３２程度の幅のサブパルスが出力され、
時刻ｔ１３にタイミング信号φ４が高電位になるまで同
じデューティー比、すなわち、同じ幅のサブパルスが連
続して出力される。従って、均等な幅のサブパルスによ
って構成されるようにチョッパ制御された駆動パルスが
ステップモータ１０に供給される。同様に、時刻ｔ１４
にタイミング信号φ０が反転すると、次の駆動パルスを
供給するサイクルが開始され、時刻ｔ１５にタイミング
信号φ１が反転すると、先のサブパルスと逆の電位のサ
ブパルスによって極性が反対の駆動パルスが供給され
る。これにより、磁極の反転した磁界がステータに発生
し、ロータが次の静的安定位置に向かって回転する。

【００２６】図６に均等な電力分布の駆動パルスを駆動
コイルに供給したときに流れる電流の変化を示してあ
る。駆動パルスが供給されるとすぐに大きな電流が流れ
ロータが加速される。これによって、逆起電力が発生
し、駆動パルスの中期に流れる電流は低下する。ロータ
がさらに回転するとロータが横切る磁束密度の変化が低
下するので逆起電力も低下し、再び大きな電流が流れ
る。直流チョッパによる均等な幅のサブパルスによって
駆動パルスを構成すると、サブパルスの数量を制御する
ことによって駆動パルス全体の実効電力は制御可能であ
るが、駆動パルス内の実効電力の分布の制御は行えな
い。従って、駆動パルスの初期および終期に駆動コイル
に大きな電流が流れてしまい消費電流が大きくなる。こ
の結果、図４に示した電流波形より全体の消費電流が２
０〜３０％増加してしまう。また、駆動パルスを供給し
た後のロータの減衰振動による誘起電流が、図４に示し
た本例の電力分布を変えた駆動パルスを用いて回転させ
た場合より２ｍ秒ほど早く発生している。これは、図５
に示す駆動パルスによって、図３に示した本例の駆動パ
ルスを供給した場合より、ロータが高速で回転されたた
めと考えられる。

【００２７】このように、駆動パルスをデューティー比
が等しくなるようにチョッパ制御した場合と比較し、本
例のように駆動パルスのデューティー比を変えて電力分
布を制御し、駆動パルスの中期に比べて初期および終期
の実効電力が小さくなるようにチョッパ制御することに
よって、コギングトルクにマッチしたトルクを発生させ
てロータを回転できる。従って、ロータを低い回転速度
で駆動することができ、駆動パルスの初期および終期で
無駄に消費される電力を省くことができる。さらに、ロ
ータの回転速度が低く、駆動パルスの中期における逆起
電力を低減できるので、大きなトルクが必要となる駆動
パルスの中期では大きな電流を流して十分なトルクを発
生させ、確実にロータを回転できる。この結果、本例の
駆動パルスによって消費電流を２０〜３０％程度低減で
きることが本願発明者らの測定によって確認されてお
り、少ない電力で計時用のステップモータを確実に駆動
できる。また、ロータの回転速度を低くできるので、回
転後の減衰振動も小さくて済み、セットリングタイムを
短くでき、また、これに伴って発生するジュール熱も抑
制できる。

【００２８】さらに、図３に示した本例のステップモー
タの制御方法においては、駆動パルスの初期のサブパル
スのデューティー比を、駆動パルスの終期のデューティ
ー比よりも小さくしている。これは、ロータが回転を開
始する初期は、コギングトルクが小さいためデューティ
ー比を低くしても十分にロータを始動でき、駆動パルス
の初期において大きな省電力効果が得られるからであ
り、さらに、その後の逆起電力の発生を抑えて、よりス
ムーズにロータを回転させることが可能となるからであ
る。一方、駆動パルスの終期においては、コキングトル
クは回転初期と同様に小さいが、より確実にロータを回
転させるため駆動パルスの初期よりデューティー比を若
干高く設定し十分なトルクを発生できるようにしてい
る。従って、本例においては、駆動パルスの初期におけ
る省電力効果が特に大きいと考えられる。

【００２９】なお、本例においては、駆動パルスの初
期、中期および終期の実効電力を制御するために計時信
号と同様に一定の周波数で出力されたチョッパ信号を用
いてサブパルスのデューティー比を調整しているが、イ
ンバータなどによるパルス幅変調制御を用いることも可
能である。この場合は、駆動パルスを構成する複数のサ
ブパルスのパルス幅を、上記のデューティー比に合わせ
て駆動パルスの中期に対し初期および終期の少なくとも
いずれかを低くするように制御すれば良い。さらに、パ
ルス周波数変調（ＰＦＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）
などの手法を用いて駆動パルスの実効電力を制御するこ
とも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、駆動
パルス内の実効電力の分布をコギングトルクの分布を参
照して駆動パルスの初期および終期の実効電力が中期の
実効電力より小さくなるようにしている。このような実
効電力の分布が制御された駆動パルスを用いることによ
って、駆動パルスの初期および終期の無効な電力消費を
省くことが可能となり、ステップモータを駆動するため
に消費される電力を大幅に低減できる。特に、駆動パル
スの初期の実効電力の分布を小さくすることが消費電力
を低減するうえで有効である。

【００３１】このような駆動パルスの電力制御は、駆動
パルスをチョッパ制御し、駆動パルスの初期、中期、お
よび終期のそれぞれでデューティー比を変えることによ
って行える。また、駆動パルスをパルス幅変調制御を行
うことによっても電力分布の制御が可能である。

【００３２】このように、本発明により、計時用のステ
ップモータを駆動するために消費される電力を低く抑え
ることが可能となり、近年、小型化、多機能化している
計時装置に好適なステップモータの制御方法および制御
装置を提供できる。そして、低消費電力で計時を確実に
行え、同時に、電子腕時計などに搭載された多様な機能
を有効に活用できる計時装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置を用いた計時装置の概略構成
を示す図である。

【図２】図１に示すステップモータのコギングトルクが
変化する様子を示すグラフである。

【図３】本発明の制御装置からステップモータに供給さ
れる駆動パルスを他のタイミング信号と共に示すタイミ
ングチャートである。

【図４】図３に示す駆動パルスが供給された駆動コイル
に発生する電流波形を示すグラフである。

【図５】均等な電力の駆動パルスが供給される様子を他
のタイミング信号と共に示すタイミングチャートであ
る。

【図６】図５に示す駆動パルスが供給された駆動コイル
に発生する電流波形を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・計時装置１０・・ステップモータ１１・・駆動コイル１２・・ステータ１３・・ロータ２０・・制御装置２１・・水晶振動子２２・・発振回路２３・・分周回路２４・・チョッパ回路３０・・制御回路３１・・駆動回路３９・・回転・非回転の検出回路５０・・輪列６１・・秒針６２・・分針６３・・時針

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２極磁化された永久磁石からなるロータ
と、駆動パルスによって反転した磁界を発生させて前記
ロータを１８０度回転させるステータとを有する計時用
ステップモータの制御方法であって、計時信号に伴って
供給される前記駆動パルスの初期の実効電力を中期の実
効電力に比べて低く設定することを特徴とする計時用ス
テップモータの制御方法。
【請求項２】請求項１において、前記駆動パルスの終
期の実効電力を前記中期の実効電力に比べて低く設定す
ることを特徴とする計時用ステップモータの制御方法。
【請求項３】請求項１において、前記駆動パルスはチ
ョッパ制御されており、前記初期のデューティー比が前
記中期のデューティー比より低く設定されていることを
特徴とする計時用ステップモータの制御方法。
【請求項４】請求項１において、前記駆動パルスはパ
ルス幅変調制御されており、前記初期にパルス幅が前記
中期のパルス幅に比べて狭く設定されていることを特徴
とする計時用ステップモータの制御方法。
【請求項５】２極磁化された永久磁石からなるロータ
の周囲にステータによって２極の磁界が発生され前記ロ
ータを１８０度回転される計時用ステップモータに駆動
パルスを供給する駆動手段と、計時信号を発生する基準時間発生手段と、前記計時信号によって前記駆動手段をチョッパ制御して
前記駆動パルスを発生する制御手段とを有し、この制御手段は、前記計時信号に伴って供給される前記
駆動パルスの初期のデーュティー比を中期のデューティ
ー比に比べて低く設定することを特徴とする計時用ステ
ップモータの制御装置。
【請求項６】請求項５において、前記制御手段は、前
記中期のデューティー比に比べて前記駆動パルスの終期
のデューティー比を低く設定することを特徴とする計時
用ステップモータの制御装置。
【請求項７】２極磁化された永久磁石からなるロータ
の周囲にステータによって２極の磁界を発生させて前記
ロータを１８０度回転させることにより計時を行うステ
ップモータと、このステップモータに駆動パルスを供給する駆動手段
と、計時信号を発生する基準時間発生手段と、前記計時信号によって前記駆動手段をチョッパ制御して
前記駆動パルスを発生する制御手段とを有し、この制御手段は、前記計時信号の伴って供給される前記
駆動パルスの初期のデーュティー比を中期のデューティ
ー比に比べて低く設定することを特徴とする計時装置。