JPS58192497A - パルスモ−タの駆動方法 - 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】 この発明は相電流を順次切換えてパルスモータを駆動す
るパルスモータの駆動方法に係り、特に相電流切換時に
おけるパルスモータの不要な振動ｔ−ｆｉ＜Ｌ得るパル
スモータの駆動方法に関する。

パルスモータの１つとして、相電流を順次切換えること
により１ステツプずつ直線的な歩進運動を行なわせるも
のが知られている。第１図（イ）はこのような歩進運動
を行うリニアパルスモータの正面図である。この図にお
いて、１は高透磁率を持つ板状鉄心により構成された固
定部であり、この固定部１の上面には所定間隔で固定歯
２　ｎ　＋　２ｎ＋１ｂ・・、・・が形成されている。

また、３は固定部１上に設けられた可動部であり、この
可動部３はその突出部（歯）　４　ａ　＊　４　ｂ　＊
　４　ｃ　＋　４　ｄ側が前記固定歯２ｎ、２ｎ＋１、
・・・・・と対向するように配置された電磁石５ａ、５
ｂとこれらの電磁石５ａ、’５ｂの間に介挿された永久
磁石６とにより構成されている。

第２図は第１図（イ）に示すリニアパルスモータを駆動
する従来の駆動回路の一構改例を示すＵ略図である。な
シこの図においては、を磁石４ａ側の駆動回路のみを示
している。この図において、７は可動部３の一方の電磁
石４ａの励磁を制御する制御回路であり、この制御回路
７は信号入力端子８を介して順次供給される入力パルス
に基づいて、トランジスタ９．１０よりなる第１のトラ
ンジスタ群ト、トランジスタ１１．１２よシなる第２の
トランジスタ群とを交互に導通させる。これにより一コ
イル１３ａに女権電流が流れ電磁石５ａが励磁される。

また図示けしていないが、コイル１３ｂが巻かれている
電磁石５ｂも同様にして励磁されるようになっている。

したがって、第３図（イ）に示す入力パルスＰ１　　に
同期してコイル１３ａに矢印Ａ方向の電流（第３図（ロ
）に示す人相電流１１）およびコイル１３ｂに矢印Ｂ方
向の電流（第３図に）に示すＢ相電流Ｉ、　Ｉ　を流せ
ば、永久磁石６が発生する磁束の経路Ｃ磁気経路）は点
Ｑ１−＋　Ｑ２−＋Ｇ３→Ｇ６−１−　Ｇ、となるから
可動部３は第１図（ロ）に示す状態、で安定する。そし
て次の人力パルスＰ２・が供給された時にコイル１３ｂ
に流れているＢ相電流工、が遮断され、同コイル１３ｂ
に矢印Ｂと逆方向のＤ相Ｗ流Ｉ４（第３図（ホ）参照）
が流れる時に、点Ｇ１→Ｇ２−　Ｇ、→Ｇ５→Ｇ７なる
磁気経路が形成されるから、可動部３は矢印Ｆ方向に１
／４　ピッチ移動した状態で安定する。以下同様にコイ
ル１３ａに流れる電流がＡ相電流■１　からＣ相電流■
２　に切換わつ友時、コイル１３ｂに流れている電流が
切換わった時、・・・・・・　毎に可動部３は矢印Ｃ方
向に１／４ピツチずつ移動する。

ところでこのようなりニアモータを駆動する従来の駆動
回路は第２図に示すように、信号入力端子８に供給され
る入力パルスに基づいて第１、第２のトランジスタ群を
交互に導通させてコイル１３ａ（あるいはコイル１３ｂ
）に励１１Ｌｌｔ流を供給するようになっているが、こ
のような駆動回路において第４図（イ）に示す入力パル
スＳ１　　に基づいて電磁石５ａ　、５ｂを駆□動する
と、各コイル１３ａ。

１３ｂに流れる駆動電流Ｌ１．Ｌ２　　はこれらコイル
１３ａ、１３ｂが持つインダクタンスにより立上シ立下
シが遅れ各々第４図（ロ）、（／ｌＫ示すように歪んだ
ものとなるから、可動部３と固定部１との間に働く吸引
力Ｆは同図に）に示すように入力パルスＳ８　　に同期
して変化する。これにより、可動部３と固定部１との間
に介挿されている各ペアリンｈ支、ａ、ＴｈＬ″ｃｗａ
ｓ″０撓”量”４５“６２共　　　　　ｉに、ベアリン
グおよびこのベアリングに連結されているシャフト等の
変形量が変化し１この結果可動部３が上下に振動すると
共に、この振動に伴って不要な騒音が発生する。

この発明は上記の点に鑑み、各コイルに流れる相ｔｉｔ
Ｉｔを切換えた場合においても可動部が不必要な振動、
騒音を発生しないようにし得るパルスモータの駆動方法
を提供するもので、パルスモータの各駆動巻線のうちの
１つの駆動巻線の駆動状態を切換えた時に、この切換え
方向に対応させて駆動状態を切換えない他の駆動巻線の
駆動電流を増減させることを特徴としている。

以下この発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第５図はこの発明によるパルスモータの駆動方法を適用
したリニアパルスモータ駆動回路の一構成例を示す回路
図である。なおこの図に？いテハ、リニアパルスモータ
に設けられている複数の駆動巻線（コイル）のうちの１
つを駆動する回路のみを示しである。この図において、
８は入力パルスが供給される信号入力端子であり、この
信号入力端子８は制御回路７０入力端子７＆に接続され
ている。制御回路７は前記人力パルスに基づいて１１ニ
アパルヌモータの駆動を制御するものであり、同制御回
路７の第１、第２出力娼子７ｂ。

７ｃは各々トランジスタ１０．３１のペースに接続され
、かつ同制御回路７の第３、第４出力端子７ｄ、７ｅは
各々トランジスタ９．１２のベースに接続されている。

トランジスタ１１（ＰＮＰ）ランジスタ）、トランジス
タ１０（ＮＰＮトランジスタ）はそのエミッタが電源入
力端子１４（１！源電圧＋ｖ）、抵抗１５の一端に各々
接続され。

かつ互いのコレクタが共通接続されたものであシ。

これらトランジスタＩＱ、１１の接続点ＣＰ□　はコイ
ル１３ａの一端に接続きれている。またトランジスタ９
（ＰＮＰトランジスタ）、トランジスタ１２　　（ＮＰ
Ｎ）ランジスタ）はそのエミッタが電源入力端子１４．
抵抗１５の前記−烟に各々接続され、かつ互いのコレク
タが共通接続されたものであり、その共通接続点ＣＰ２
ｉｔコイル１３＆の他端に接続されている。そしてこの
コイルｔａａの両端間には互いのカソードが共通接社さ
れｆｃダイオード１６．１７が直列接続されて介挿され
ると共に、互いの７ノードが共通接続されたダイオ−）
”１８．１９が直列接続されて介挿されている。

そして、ダイオード１６．１７の共通接続点ＣＰ３け電
源入力端子１４に接続されると共に、ダイオード１８．
１９の共通接続点ＣＰ４は接地されている。また前記抵
抗１５の一端は演算増幅器２０の反転入力端子に接続さ
れ、かつ同抵抗１５の他端は接地されている。一方、前
記信号入力端子８けモノヌテーブルマルチバイブレータ
（以下ＭＭと略称する）　２１の入力端子にも接続され
ている。

とのＭＭ２１は入力パルスが供給された時に所定幅の１
１１信号を出力するものであり、同ＭＭ２１の出力端子
はトランジスタ２２　　（ＮＰＮ）ランジスタ）のベー
スに接続されている。トランジスタ２２けベースが抵抗
２３を介して接地され、かつエミッタが接地されたもの
であり、同トランジスタ２２のコレクタは抵抗２４を介
して電源入力端子２５（［源電圧＋Ｖ）に接続されると
共にトランジスタ２６（ＰＮＰ）ランジスタ）のベース
に接続されている。トランジスタ２６はエミッタが電源
入力端子２５に接続され、かつエミッタ・コレクタ間に
直列接続された抵抗２７．２８が介挿されたものである
。そしてこれら抵抗２７゜２８の接続点ＣＰ５は抵抗２
９を介して接地されると共に抵抗３０を介して前記演算
増幅器２０の非反転入力端子に接続されている。演算増
幅器２０はその非反転入力端電圧より反転入力端電圧が
高くなった時に出力端電圧を低レベル側に切換えるもの
であり、同演算増幅器２０の出力端子は前記制御回１８
７の制御入力端子７ｆに接続されている。

次に以上の構成になる回路の動作を第６図に示す波形図
を参照しながら説明する。まず信号入力端子８に入力パ
ルスが供給される前においては、ＭＭ２１が璽１雪信号
を出力していないことからトランジスタ２２は非導通状
態となってトランジスタ２６を非導通状態にしている。

したがってとの場合、演算増幅器２０の非反転入力端電
圧は抵　　　　　　ｒ抗２７．２９の各値および電源電
圧＋Ｖにより定まる＋ｖ１　　になっている。ここで第
６図に示す時刻ｔ１　　において、同図（「）に示す人
力パルスｐＢｔが信号入力端子８に供給されると、制御
回路７け第１．第３出力端子７ｂ、７ｄから１１１信号
を出力してトランジスタ９．１０を導通させる。これに
より、電源入力端子１４−トランジスタ９→コイル１３
ａ→トランジスタ１０→抵抗１５→接地点なる経路でコ
イル１３ｍに矢印り方向の駆動ｔｔＩｔが流れ始めると
共に、との駆動電流の増加にしたがって抵抗１５の端子
間電圧も漸次上昇する。

そして時刻ｔ２　において、この抵抗１５の端子間電圧
が前記電圧＋Ｖ□　より高くなると、演算増幅器２０が
低レベル信号を出力するから、制御回路７は第１出力端
子７ｂから曹０璽信号を出力する。

これによシ、それまでコイル１３ａを流れていた駆動電
流はコイル１３ａ→ダイオード１６→トランジスタ９−
コイル１３ａなる閉ループで流れ、抵抗１５の端子間電
圧が低下する。そしてこの端子間電圧の値が電圧＋ｖ０
　　より低くなると、演算増幅器２０が高レベル信号を
出力するから、制御回ｗｒ７はそのｇｌ出力端子７ｂか
ら再びＩ　１１信号を出力トランジスタｌＯを導通させ
る。以下、時刻ｔ３　　まで上述した動作がくシ返し行
なわれ、コイル１３ａにほぼ一定値の駆動電流が流れる
。

この状態において、時刻ｔ３　で第２の入力パルスｐａ
２が供給されると、ＭＭ２１は所定幅ＷのＩｌｌ信号を
出力し、トランジスタ２２．２６を導通させるから演算
増幅器２０の非反転入力端電圧はこの期間Ｗの間だけ抵
抗２７．２８．２９の各値シよび電源電圧＋Ｖによって
決まる電圧＋ｖ２まで高められる。すなわち、コイル１
３ａを流れる駆動電流の値（上限値１は時刻ｔ３　から
期間Ｗの間だけ高められ、これに応じて、コイル１３ａ
の駆動電流が漸次上昇する。そしてこの期間Ｗが経過す
ると、ＭＭ２１がＩ’ｌｌ信号を出力しなくなるから、
演算増幅器２０の非反転入力端電圧は再び＋ｖ０　　と
なり、コイル１３１Ｌの駆動′電流は元の大きさまで戻
され、時刻ｔ４　が経過するまでこの駆動電流値に保持
される。そして時刻ｔ４　で第３０入カパルスｐｅａ　
　が供給されると、制御回路７は第１．第３出力端子７
ｂ、７ｄからの出力を遮断し、第２、第４出力端子７ｃ
、７ｅからｌＩ″信号を出力してトランジスタ１１．１
２（ｒ導通させるから、“−源入力端子１４→トシンジ
スタ１１−コイノＩ□　１３　ａ→トランジスタ１２→
抵抗１５−′接地点なる経路でコイル１３ａに矢印りと
逆方向の駆動電流が流れ始じめる。以下、上述した動作
と同様にし・で、時刻ｔ５　　で第４の入力パルスｐ＆
４が供給される′までコイル１３ａを流れる駆動電流は
ほぼ一定値に保持され、この後時刻ｔ５　　となった時
から期間Ｗが経過するまでこの駆！ＩＩＩ璽流の値が所
定レベルまで高められる（この場合は負の方向に高めら
れる）。そしてこの期間Ｗが経過した後に＆駆動電流の
値が元のレベルまで戻され５次の人力パルスｐａ５　　
が供給されるまでこの状態が保持される。以下上述した
動作がくり返し行なわれ、制御回路７の第１出力端子７
ｂ〜第４出力端子７心から第６図（ロ）〜（へ）に示す
信号が各々出力され、コイル１３ａに同図（ト）に示す
駆動電流が供給される。一方このような動作と並行して
このコイル１３ａど対応するコイル、例えば第１図に示
する。このようにこの実施例においては、各コイル１３
ａ、１３ｂを流れる駆動電、流のうちの１つが切換えら
れる時に、その切換えが行なわれない他の駆動巻線の電
流値を増加させ、リニアパルスモータを構成している固
定部１、可動部３間の吸引力Ｆを常に一定にすることが
できる。

第７図はこの発明によるパルスモータの駆動方法の他の
実施例を示す波形図である。この図において、（カは入
力パルスｐａｌ　、　ｐ１２　、・・・・を示し、（ロ
）はこれらの入力パルスｐａｌ　　、　ｐａ２　・・・
・・・に対応して得られる基準レベル電圧を示している
。そしてこの実施例においては、←）に示す基準電圧の
値が＋Ｖ、から＋ｖ２になっている期間Ｗの間だけ、電
圧切換えを行なわない相の電圧を上昇させるようにして
いる。したがって１１ニアパルスモータを”５ゝ１“６
６°”１１″１ｈ６Ａ＠、　”ａｈ　　　　セＢ相、Ｄ
ａ！圧は同図（−ウ〜（へ）に示すように、各人力パル
スが供給される毎に、切換えを行なわない相の電１圧が
高められたものとなるから各コイルにけ第６図（ト）、
　（力に示す駆動電流が流れる。したがってこの場合も
第５図に示す実施例と同様に、固定部−可動部間の吸引
力は相切換の有無にかかわらず一定のものとなシ、不必
要な振動、騒音の発生が防止される。

第８図はこの発明によるパルスモータの駆動方法ヲ適用
したリニアパルスモータ駆動回路の具体例を示す回路図
である。、なおこの図において、第５図の各部と対応す
る部分には同一の符号が付しである。この図に示す回路
も第５図に示す回路と同様に動作し、リニアパルスモー
タの駆動を行なう。したがってこの場合も、リニアパル
スモータの固定部−可動部間の振動が防止される。

また上述した実施例においては、１つの電源電圧によシ
リニアパルスモータを駆動するようにしているが、これ
を２つの電源電圧によって駆動しても良く、またこの場
合、バイポーラ駆動に限らず、例えばユニポーラ駆動で
リニアモータを付勢するようにして良い。また上述した
実施例においては２相のリニアパルスモータを駆動する
場合を３ 例にとって説明しているが、この発明によるパルスモー
タの駆動方法は１例えば４相、５相等の多相のＩＩリニ
アパルスモータも適用することができ、サラにこの場合
、リニアパルスモータに限らずロータを回転させる回転
形のパルスモータでも良い。

またこの場合２相励磁ではなく２例えば１−２相励磁等
の他の励磁方法でも同様にして不必要な振動が生じない
ようにすることができる。

以上説明したようにこの発明によるパルスモータの駆動
方法はパルスモータを構成している各駆動巻線のうちの
１つの駆動巻線の駆動状態を切換えた時に、この切換え
方向に対応させて駆動状態を切換えない他の駆動巻線の
駆動電流を増減させるようにし九ので、各コイルに流れ
る駆動電流を切換えた場合においてもパルスモータの可
動部が不必要な振動、騒音を発生しないようにすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｌリニアパルスモータの１構成例を示す正面図
、第１図（ロ）、（／ｉは動作を説明するためのｌ目１ 正面図、第２図は従来のＩＪ　ニアパルス駆動回路の一
例を示す回路図、第３図および第４図は第２図を説明す
るための波形図、第５図はこの発明によるパルスモータ
の駆動方法を適用したリニアパルスモータ駆動回路の一
構成例を示す回路図、第６図は第５図を説明するための
波形図、第７図はこの発明によるパルスモータの駆動方
法の他の実施例を示す波形図、第８図はこの発明による
パルスモータの駆動方法を適用したリニアパルスモータ
駆動回路の具体的な構取例を示す回路図である。 ７・・・・・・制御回路ｂ１３ａ−１３ｂ・・・・・コ
イル（駆動巻線）、２０・・・・・・演算増幅器、２１
・・・・・・モノステーブルマルチバイブレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルスモータの各駆動巻線に流れる駆動電流を順次切換
   えて前記パルスモータを駆動するパルスモータの駆動方
   法において、前記各駆動巻線のうちの１つの駆動巻線の
   駆動状態を切換えた時に、この切換え方向に対応させて
   他の駆動巻線の駆動電流を増減させることを特徴とする
   パルスモータの駆動方法。