JPS61189198A

JPS61189198A - ステッピングモータの駆動装置

Info

Publication number: JPS61189198A
Application number: JP60027917A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Enami; 榎波　克哉; Yuji Tsuyukuchi; 裕司露口; Takahiro Sakaguchi; 隆裕坂口
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1986-08-22
Also published as: JPH0324160B2; US4677359A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ディスク駆動装置のヘッドの半径方向の送り
機構等に利用されるステッピングモータの駆動方法に関
し、更に詳細には、ステッピングモータの回転子の停止
位置を正確に設定することが出来る駆動方法に関する。

〔従来の技術〕

ステッピングモータを磁気ディスク駆動装置におけるヘ
ッドのディスク半径方向の送りに使用することは、良く
知られている。このようにヘッドの送り機構にステッピ
ングモータを使用すると、所望のヘッド位置を比較的正
確且つ容易に得ることが出来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、ステッピングモータの負荷が小さい場合には
、回転方向の相違に拘らず、回転子の磁極の位置を固定
子の磁極に比較的正確に一致させることが出来る。しか
し、負荷が大きくなると、固定子の磁極による回転子の
磁極の引き込みトルクが不足し、固定子と回転子との磁
極の中心を常に一致させることが困難になり、回転子の
停止角度位置のバラツキが生じる。特に、回転子の回転
方向が異なると、停止角度位置のずれ（ヒステリシス）
が大になる。そこで、本発明の目的は、回転子の停止角
度位置の変動の少ないステッピングモータの駆動方法を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の如き目的を達成するために、本発明に係わるステ
ッピングモータの駆動方法においては、回転子停止制御
期間（例えば第３図のｔ６以後の期間）の少なくとも一
部で、所定の励磁方式に従って複数の励磁巻線から選択
された単一又は複数の励磁巻線に回転子の磁極を吸引す
るための電流を流すと共に、前記選択された励磁巻線の
両側の励磁巻線に回転子の磁極に反発する向きの磁束を
発生させる電流を流す。

〔作　用〕

上述の如く、両側の励磁巻線に電流を流すと、これによ
って生じる磁気作用で選択された励磁巻線による磁束分
布の中心に回転子の磁極の中心を一致させるような力が
作用し、回転子の位置決めを正確に行うことが出来る。

〔実施例〕次ｋ、図面を参照して本発明の実施例について述べる。

第１図に示す本発明の実施例に係わる磁気ディスク駆動
装置は、ディスク＋１１をモータ（２）で回転し、磁気
ヘッド（３）でデータを変換するように構成されている
。磁気ヘッド（３）が取り付けられたキャリッジ（４）
はガイド棒（５）に案内されてディスク（１）の半径方
向に移動自在である。（６）はリードスクリュであり、
ステッピングモータ（７）に応動してキャリッジ（４）
を移動するものである。ステッピングモータ（７）は、
等角度間隔に配設された多数の極（８）を有する固定子
コア（９）と、極（８）に巻き回された第１、第２、第
３及び第４相巻線Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄとから成る固定子ＱＯ
）と、等角度間隔に配設された複数の磁極（１１１を有
する永久磁石から成る回転子側とを有する。

第１〜第４相巻線Ａ−Ｄは分割されて複数の極（８）に
繰返し巻き回されている。回転子αりの磁極ａυは、第
１〜第４相巻線Ａ−Ｄの一組に対応し′Ｃ１つのＮ極と
Ｓ極とが位置するように配されている。従って、第１相
巻線Ａに回転子（１２１ＯＮ極が対向している時には第
３相巻線ＣにＳ極が対向する。なお、本実施例では、第
１相及び第３相巻ｉＡ、及びＣの極（８）にディスク（
１）のトラックが対応するようにステッピングモータ（
力とヘッド（３）とが関係づけられている。要するに２
ステツプで１トラック進むように構成されている。

第２図は第１図のステッピングモータ（力の第１〜第４
相巻緋の電気的接続とその駆動回路とを示す。第１〜第
４相巻線Ａ−Ｄの一端は第１の直流電源端子（１３１に
トランジスタ（１１を介し【接続されていると共にダイ
オードＱ５１を介して第２の直流電源端子ａｌｌｌｌに
接続されている。第１の直流電源端子（１３１は第１の
レベルの電圧Ｖ、　（１２Ｖ　）を供給し、第２の直流
電源端子（１６１は第２のレベルの電圧■２（５■）を
供給する端子である。各相巻ｍＡ−Ｄの他端はスイッチ
ング素子としての第１〜第４のトランジスタＱ、　、　
Ｃ２、Ｑｓ　、Ｑ、を通してグランド即ち電源の共通ラ
イン同に接続されている。各トランジスタＱ、〜Ｑ、の
ベースは位相制御回路α槌に接続されている。位相制御
回路α槌はステップパルスに応答して所定励磁方式に従
う制御信号をトランジスタＱ、〜Ｑ４に供給する回路で
ある。

（１１は切換制御回路であり、ステップパルスの終了を
例えば再トリガ可能な単安定マルチバイブレータで検出
し、トランジスタ（１４１をオフ制御する回路である。

Ｃ１、Ｃｘ　、Ｃｓ　、Ｃ４は本発明に従って各相巻線
Ａ〜Ｄに放電電流を供給するものであり、各相巻線Ａ−
Ｄの下端の相互間に接続されている。

Ｄｌ、　Ｄ２　、　Ｄｓ　、Ｄ４はダイオード、ＺＤは
ツェナーダイオードであり、これ等は巻ｍＡ−Ｄの蓄積
エネルギを放出するために設けられている。なお、第１
〜第４相巻線Ａ−Ｄは、第１図の複数の極（８）に分割
され【巻き回されている。勿論、４極の場合は巻１１ｉ
ｉｌＡ〜Ｄを分割する必要はない。

次に、ステッピングモータ（７）の動作を説明する。

第２図の７テツピングモータを１相励磁方式で駆動する
時には、トランジスタＩをオンになし、且つ制御回路帥
から得られる制御信号で従来の方法と全く同様にトラン
ジスタ（１４１をオンになし、且つ制御回路（１８）か
ら得られる制御信号で従来の方法と全く同様にトランジ
スタＱ１〜Ｑ４をオン駆動する。即ち、今、ステッピン
グモータ（７）を時計回り方向に回動させるとすれば、
第３図囚に示すステップパルスに応答して、ｔｏ　’＝
　１＋期間で第１のトランジスタＱ、をオン、１１〜１
２期間で第２のトランジスタＱ２をオン、ｔ２〜ｔ３期
間で第３のトランジスタＱ３をオン、１３〜１４期間で
第４のトランジスタＱ４をオンになし、ヘッド（３）を
ディスク半径方向に移動させる。更に、ヘッド（３）を
移動する場合には上記動作を繰返す。

第３図はトラックＯからトラック・、４．までヘッドを
移動し、ここで停止する場合を示す。第１〜第４のトラ
ンジスタＱ１〜Ｑ４を上述の如く駆動すると、このオン
期間に第１〜第４相巻ＮＡ−Ｄに第３図の）〜■に示す
如く電源電圧が印加され、これに応じた励磁電流が流れ
る。しかる後、ｔ４時点で最後のステップパルスが発生
し、停止制御期間になると、切換制御回路ａ→が回転の
停止（ステップパルスの終了）を検出し、トランジスタ
（Ｌ４）をオフ制御する。今、第３図に示す如く、電源
電圧がＶ、から■、に切換えられる１１１時点の前の１
４〜ｔ３区間に第１のトランジスタＱ１がオンであると
すれば、ｔ４〜ｔ５区間の電源電圧Ｖｌ　（１５Ｖ　）
によって第１及び第４のコンデンサＣＩ、Ｃ４が第２及
び第４相巻線Ｂ、Ｄを介して約Ｖ＋　（１２Ｖ）に充電
される。その後、ｔ６時点で電源電圧が■、から■２に
転換すると、ダイオードα最がオンになり、各相巻＠Ａ
−Ｄの上端に電圧ｖｔ（ｓＶ）が印加される。この結果
、コンデンサＣ１及びＣ４の電圧Ｖｌ（１２Ｖ）と第２
相及び第４相巻線Ｂ、Ｄの上端との間に電位差Ｖ＋　　
Ｖｔ（１２−５Ｖ）が生じ、コンデンサｃ、　、　ｃ、
の放電で第２及び第４相巻線Ｂ、Ｄに逆向き（上向き）
の電流が流れる。同時に第１及び第４のコンデンサＣ＋
　、０４の放電電流はコンデンサＣ２、ｃａを通って第
３相巻線Ｃにも逆向きに流れる。このため、第４図に示
す如く回転子α２のＮ極ａυを吸引するようにＳ極が生
じている第１相巻線Ａの極（８ａ）の両側の極（８ｂ）
　（８ｄ）に第２相及び第４相巻融Ｂ、Ｄの電流に基づ
い′ｃＮ極が生じ、この極（８ｂ）　（８ｄ）に基づく
磁界は回転子αりの極αυの中心を第１相巻線Ａの極（
８ａ）の中心に一致させるように作用する。同時に回転
子α４のＳ極に対向する第３相巻＠Ｃの極（Ｄに流れる
電流が第１相巻線Ａの極（８ａ）の引き込みトルクを増
加させるように働き、回転子α２の正確な停止位置を得
ることが出来る。

第５図は第２図の回路を２相励磁力式で駆動した時の各
部の波形を示す。この場合には、第１相巻線Ａと第４相
巻線りとの間に回転子α２のＮ極が位置し、第１相及び
第４相巻線Ａ、Ｄの両側に位置する第２及び第３相巻線
Ｂ、Ｃに流れるコンデンサの放電電流に基づいて発生す
るトルクが第１相巻ＭＡと第４相巻１１ｉ１！Ｄとの中
央に回転子α渇の磁極住υを位置決めするように働く。

また、１−２相励磁力式の場合も同様の作用効果が得ら
れる。

本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例え
ば、次の変形例が可能なものである。

（２）第１図に原理的に示す永久磁石型ステッピングモ
ータの代りに第１６１図及び第　７　図に示すハイブリ
ッド（ｈｙｂｒｉｄ）型ステッピングモータとしてもよ
い。このハイブリッド型ステッピングモータの回転子Ｇ
υは永久磁石６カと成層鋼板Ｃ（（至）とで構成され、
表面に凹凸を有する。また固定子Ｃｌｌの極の表面にも
凹凸があり、小さなステップ角が得られるように構成さ
れている。また、巻線は２層に設けられ、極１．２．３
．４．５．６．７．８に対して、外側に第１〜４相巻線
がＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの順に配され、内側
にＣ，Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ％Ａ、Ｂの順に配されている
。

の）　コンデンサＣ１〜Ｃ４で電流を流す代りに、巻１
１ｉ１ｉ１Ａ−Ｄに並列にスイッチを介して電源回路を
接続し、停止制御期間に逆方向の電流を流すようにして
もよい。

〔発明の効果〕

上述から明らかな如く、所定の励磁方式で決定された巻
線以外の巻゛線にも電流を流すことにより、引き込みト
ルクが増加し、回転子の正確な停止角度位置を得ること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるディスク駆動装置を示
す原理図、第２図は第１の実施例の駆動回路を示す回路図、第３図
は第２図の各部の波形図、第４図は第３図の制御に基づ（回転子の停止位置を示す
ステッピングモータの一部断面図、第５図は第２図の回
路を２相励磁力式で駆動した場合の各部の波形図、第６図は変形例のステンピングモータの断面図、第７図
は第６図のＡ−Ａ線に相当する断面図である０叫・・・固定子、Ｉ・・・磁極、Ｃ１２１・・・回転子
、■・・・トランジスタ、Ｑ５）・・・ダイオード、Ａ
・・・第１相巻線、Ｂ・・・第２相巻線、Ｃ・・・第３
相巻線、Ｄ・・・第４相巻線、Ｑ＋〜Ｑ４−）　ランジ
スタ、Ｃｌ−０４・・・コンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数相の励磁巻線を有する固定子と、前記励磁巻
線の励磁状態に対応した角度位置をとる回転子とから成
るステッピングモータの駆動方法において、回転子停止制御期間の少なくとも一部で、所定の励磁方
式に従って前記複数の励磁巻線から選択された単一又は
複数の励磁巻線に前記回転子の磁極を吸引するための電
流を流すと共に、前記選択された励磁巻線の両側の励磁
巻線に前記回転子の磁極に反発する向きの磁束を発生さ
せるための電流を流すことを特徴とするステッピングモ
ータの駆動方法。