JPS5910199A - ステツピングモ−タの制動制御方法 - 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】 本発明は、磁気ディスク装置等のヘッドを移動するため
に用いるステッピングモータの制動制御方法に関し１、
オイルダンパを使用しないで安定な制動特性が得られる
ステッピングモータの制動制御の方法を提供するもので
ある。

一般的な磁気ディスク装置において、データの読み書き
用のヘッドはアクセス台車に固定され、その台車を移動
して所望のトラックをアクセスする。このトラックアク
セスを行うのに、ステッピングモータを用いて行うオー
プン制御アクセス機構の方式と、サーボパターンを読み
出してそれに合せて位置決めをするクローズド制御アク
セス方式のものと２つの方法がある。本発明は、前者の
ステッピングモータを用いてトラックアクセスする磁気
ディスク装置等に用いる制動制御方法に関する〇 ステッピングモータを用いてヘッドの位置決めを行うと
き、アクセス用の台車はきわめて滑らかに動く事が望ま
しい。すなわち、可動部分が摺動抵抗を持つ場合目的の
位置に達する前に摺動抵抗（主に摩擦）により停止して
しまう。その位置決め誤差を一般にオフトラックと言つ
ている。データトラックの両縁を消去しない高トラツク
密度の磁気ディスクの場合、このオフトラックはきわめ
て少ない事が望ましい。従って、トラックアクセス機構
の設計に当りては摺動抵抗はきわめて小さくする必要が
ある。

一方、摺動抵抗を小さくすると、ステップ動作終了後の
安定する迄の時間が長くなる。すなわち、ステップ動作
した後のステッピングモータの回転子に辱見られた運動
エネルギーが抜き取られる所がなく、長時間にわたって
振子の運動を繰り返すＯここに制動が必要となる０ この制御を実現するだめに従来はオイルダンパ（を用い
ている０すなわち、ステッピングモータの軸に羽根車を
付け、この羽根車を油槽中に入れる。

油槽は相対的に運動自由にしておく０これで目的は達成
し得るが、オイルダンパは流体を構成要素とするためシ
ール及び粘度の管理がむずかしい欠点がある。

本発明は、オイルダンパを必要としないステッピングモ
ータの制動制御方法に関する０ステツピングモータの回
転軸の回転方向及び速度を感知し。

駆動回路で回転方向と逆方向に力を加える事で制動を実
現するものであるＯ 以下に１本発明の一実施例について説明する０第１図は
速度検出部の構造を示している。第１図において、１１
ｄステツピングモータ、２はステッピングモータ１０回
転軸、３はステッピングモータ１へ電流を供給するため
のリード線である０４は上記回転軸２が貫通する孔５が
形成された取付板であり、この取付板４は上記ステッピ
ングモータ１の一端面にねじ止めされる０６は上記取付
板４の上面の外周部側に固定された断面２字状のヨーク
であり、このヨーク６の中央部のポールピース７の外周
部にはコイル８が固定されている。９は上記回転軸２に
回動可能に支持される可動板であり、この可動板９には
上記回転軸２が摩擦係合する孔１０．および可動板９と
回転軸２とのはめ合いをゆるくするためのすり割り１１
が形成されている０１２は可動板９の一端部の上面に固
定された鉄板であり、この鉄板１２の下面には２本のマ
グネッ）１３．１４が平行に固定されている。

なお鉄板１２に固定されたマグネッ）１３．１４の極性
は逆である。１６は上記鉄板１２に形成された長孔であ
り、この長孔１６に挿入されたビン１６の一端は前記ポ
ールピース７にねじ止めされる。このビン１６は可動板
９の回動範囲を制限するだめのものである０ 次に、第１図に示す速度検出部の動作について説明する
。

一般にステッピングモータ１を回転したとき。

回転子は目的の相まで回転し、その後第３図ａのごとく
オーバシュートとアンダシュートを繰す返してやがて安
定点に停止する０本実施例においては、回転軸２に摩擦
係合された可動板９は振幅制限用のビン１６の効果で第
３図すのＢのごとく一定範凹内で動く。すなわち、ステ
ッピングモータ１が目的の相に向って回転する時は、そ
の動きが大きいので可動板９（ｄ振幅制限用のビン１６
に押し当ってそれ以上動かない０ゆるい嵌め合いで滑っ
ている。第３図ａに２１で示しだ領域である０回転子が
目的の相に達した後、オーツ（シ２）するが頂点を過き
゛ると回転子の回転方向が逆転し、可動板９は振幅制限
用のビン１６を離れて回転子と一体となって動くｏ第３
図ａの２２で示した領域である。オーバシュートとアン
ダシュートの振幅よりも振幅制限用のビン１６の制限幅
（長孔１６の寸法）のほうが大きいので次のアンダシュ
ートで振幅制限用のビン１６の反対の面に当る事はない
。従って、１回目のオーバシュート以後、安定するまで
可動部はステッピングモータ１の回転子と一体となって
動く。

なお第２図は、コイル、ヨーク及びマグネットの部分を
示している０取付板４は可動板９の下にあり、マグネッ
ト１３．１４の動きに従い、すなわちその速度及び方向
に従ってコイル８に電圧を誘起する。ポールピース７に
対向して互に極性の異る２つのマグネット１３．１４を
配置することにより、コイル８からは可動板９の微小な
動きからも大きな電圧を取り出し得る０ 制動の基本は、各時刻において、その時の運動の方向と
逆の方向に運動の速度に比例した力を加える事である。

一般的な運動の微分方程式の速度比例係敷で示される。

実施例では前述のごとくコイル８からステップ動作終了
後の回転子の速度と方向を電圧として取り出し得る。こ
のコイル８からの出力を逆相になるように駆動増幅器に
戻してやればよい。

第４図は上記実施例の電気回路を示しており。

コイル８から回転子の回転方向及び速度を電圧として取
り出す。これを増幅器３１で必要な大きさまで増幅し、
ステッピングモータ１の一相の励磁増幅器３３に差動入
力する。同時に反転増幅器３２にも入力し、その出力を
もう一方の相励磁増幅器３４に差動入力する。相制御部
３６から各相励磁増幅器３３．３４へ、さらにステッピ
ングモータ１の各相励磁コイルへの接続については従来
通りである。途中に挿入されたスイッチ３６．３７は、
ステップ動作時は開放にして、ステップ動作終了後安定
相へ移る時、たとえば安定相が図のごときの時上側へ倒
し、また安定相が図の９０度回転した位置のとき下側へ
倒す。回転子の安定相により極性を切換でやる必要があ
る０ 次に第４図の動作について説明をする。今１時計方向の
ステップ動作を終り、第３図の２６の点まで時間が経過
したとする。回転子はオーバシュートしその後反時計方
向に回転を始めたところである。コイル８からは負の電
圧が発生し、増幅器３１、反転増幅器３２、励磁増幅器
３３．３４を経て、ステッピングモータ１の各相を励磁
する。

相３８については本来Ｓ極に励磁されているが。

これに速度検出用のコイル８からの励磁分Ｎが加わり結
果として励磁されない状態となる。相３９については１
本来Ｓ極励磁のところにさらに速度分のＳ極励磁が加わ
り１強く励磁される。同様に、相４ｏについては減磁、
相４１については増励磁され、結果として運動の方向と
逆の時計回りの方向の力が回転子に追加して加えられる
。

さらに時間が経過し、第３図のアンダシュートの点２７
を経過し簀び時計方向の回転をしている時点２８では、
コイル８の出力は正となり、相３Ｂ及び４０は増励磁さ
れ、相３９及び４１は減磁され、結果として、反時計方
向の力が回転子に追加して加わる。このようにしてステ
ップ動作後の振子振動時に常に運動の方向と逆の方向に
力が加えられるため振子振動をなくす事ができる０ここ
で速度成分を電圧として取り出し励磁に７４−ドパツク
する事は、運動の微分方程式に速度比例項を追加する事
であり、フィードバック量を可変する事はその一次定数
（速度比例項定数）′ｆ：可変する事である。従って増
幅器３１の利得を可変する事により制動の係斂を適正な
値とする事ができる０ 第６図に実施例における安定状態へ入ってゆく状況を示
す０横軸は時間であり縦軸には位置を示した。フィード
バックの無い時減衰振動をしているがＡ、適当なフィー
ドバック量を選ぶ事により振動をなくす事ができるＢ０
フィードバンク量を多くし過き゛ると動きが遅くなるＧ
Ｏ 上記のごとく１本発明によれば、ステッピングモータの
安定した制動を行うことができるとともに、電気的に制
動を行うため、オイルダン）Ｚに比較して取扱い易い利
点を有するものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における速度検出部の分解斜
視図、第２図は同要部の側面図、第３図ａ、ｂはそれぞ
れ同実施例の回転子および可動板の運動を示す図、第４
図は同実施例の電気回路図。 第６図は同実施例の動作説明図である。 １・・・・・・ステッピングモータ、２・・・・・・回
転軸、３・・・・・・リード線、４・・・・・・取付板
、６・・・・・・孔、６・・・・・・ヨーク＋７・・・
・・・ポールピース＋８・・・・・・コイル＋９・・・
・・・可動板、１０・・・・・・孔、１１・・・・・・
すり割り。 １２・・・・鉄板、１３，１４・・・・・・マグネット
、１６・・・・・・長孔、１６・・・・・・ピン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名鶴１
図 １６ 第２ｒＩ！Ｊ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステッピングモータと、このステッピングモータの回転
   軸に摩擦係合された可動板と、この可動板に固定された
   マグネットと、上記可動板の回動範囲を規制する規制手
   段と、上記マグネットに対向配置されたコイルとを有し
   、上記可動板の回動に伴って上記コイルに生じる電圧を
   上記ステノヒ。 ングモータに入力し上記ステッピングモータを制動する
   ことを特徴とするステッピングモータの制動制御方法。