JPS61244296A

JPS61244296A - ステツピングモ−タ用電子ダンパ−

Info

Publication number: JPS61244296A
Application number: JP8369585A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Osano; 小佐野　恒夫
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-30

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、プリンター、プロッターあるいはタイプライ
タ−などの印字装置やチープリーター等の数値制御装置
などの駆動源として用いられるステッピングモータのダ
ンパーに関するものであり、特にその高速動作を実現す
るのに好適なステッピングモータの電子ダンパーに関す
るものである。

〈従来の技術〉ステッピングモータは所謂ステップ状に動作するためオ
ーバーシュートが生じ、このため停止時には停止に要す
る時間を長くとって、振動・乱調などが始まるまで待つ
ようにしていた。しかし高速化の要求により早くこれら
の振動を収束し、安定状態にするため、機械的あるいは
電子的なダンパーがその用途に応じて種々考案され実施
されている。

以下電子ダンパーに関するいくつかの従来例について示
す。

第４図はコンデンサを使用した：ｒ／デンサダンパーの
基本回路図である。図に示す従来例においては、モータ
の巻線り、Ｌ間にコンデンサＣを接続し、その充放電電
流によって巻線り、Ｌに流れる電流波形を歪ませて、衝
撃的な励磁の切換えを防いでダンピングするものであっ
た。

第５図はダイオードを使用したダイオードダン　・バー
を示す回路図である。

このダイオードダンパーは巻線Ｌ１〜Ｌ４に対してそれ
ぞれ並列にダイオードＤＩ−Ｄ４と抵抗Ｒを接続して巻
線Ｌ１〜Ｌ４の逆起電力により生じる電流を巻線自身に
帰して、振動減衰効果を発生させるものであり、本来巻
線Ｌ１〜Ｌ４からステップ毎に発生する逆起電力に対し
て、出力トランジスタを保護する目的で接続されたもの
であった。この第５図に示すダイオードダンパーにおい
ては、ダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ抵抗Ｒを介して
巻線Ｌ１〜Ｌ４に接続されているので制動効果はこの抵
抗の値により異なり、この他第６図に示すようにダイオ
ードＤ＋〜Ｄ４を直接巻線Ｌ１〜Ｌ４に接続してダンピ
ング効果を最大にすることも知られている。

第７図はこのダンパーのダンピング効果によるモ、−夕
の速度、トルク特性カーブを示した図であり、曲線１．
２．３はそれぞれダイオードなしの場合、第５図に示す
ようにダイオードと抵抗な接続した場合、第６図に示す
ようにダイオードのみを接続した場合の特性を示してい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉第４図に示すようなコンデンサダンパーは安価では、？
ｌるがコンデンサＣの充放電を利用しているため、高速
な断続に追従することができず、低速モータにしか応用
することができなかった。

また、第５図及び第６図に示すダイオードダンパーは、
コンデンサダンパーよりも高速応答性に優れているが、
ダンピング作用が大きすぎると高速応答性が悪くなると
いう問題があり、第５図に示すダイオードダンパーのよ
うにダイオードと共に抵抗も巻線に接続し、その抵抗値
によりダンピング効果の大小を決めることが必要であっ
た。

従って常にダンピング効果と高速応答性との妥協点を見
い出さなければならないという問題点があった。

〈問題点を解決するための手段〉本発明は、巻線に直列に抵抗を接続し、この巻線と抵抗
に並列にダイオードを接続し、抵抗と巻線の接続点とダ
イオードとの間に直列にスイッチング素子を介在させ、
このスイッチング素子の切換えによりダイオードを直接
又は抵抗を介して接続することにより前記従来例の問題
点を解決するものである。

〈実施例〉以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図である。尚、
本実施例においては４相ステツピングモータの直列抵抗
駆動回路を例に示している。

Ｌ１〜Ｌ４はステッピングモータの巻線である。

この巻線Ｌ１〜Ｌ４のうち巻線Ｌ１とＬ３、Ｌ２とＬ４
がそれぞれ相反する方向に巻かれている。

Ｒ＋、Ｒ２は抵抗であり、それぞれ巻線Ｌ１とＬ３、Ｌ
２とＬ４に直列に接続されている。

ＴＲ＋　、ＴＲ２はトランジスタであり、抵抗Ｒ１及び
Ｒ２と巻線Ｌ１、Ｌ３及びＬ２、Ｌ４の間に設けられて
いる。

ＴＲ３、ＴＲ４、ＴＲｓ、ＴＲ６もトランジスタであり
、各々巻線Ｌ１〜Ｌ４に電流を印加するためのものであ
る。このトランジスタＴＲ３〜ＴＲ６は励磁方式（例え
ば１相励磁、２相励磁方式等）に従ってＯＮ、ＯＦＦさ
れる。

Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄｌ、Ｄ８はダ
イオードである。ダイオードＤ５〜Ｄ８はそれぞれ巻線
Ｌ１〜Ｌ４及び抵抗Ｒ１、Ｒ２に対して並列に接続され
ており、またダイオードＤ２　、　Ｄ４はダイオードＤ
５、Ｄｌ又はＤ６、Ｉｎにそれぞれ直列に接続され、さ
らにダイオードＤ＋　、　Ｄ３は後記スイッチに直列に
接続されている。

ＳＷｌ、Ｓ　Ｗ２はトランジスタ、ＳＣＲ等のスイッチ
ング素子であり、それぞれ巻線Ｌ＋、Ｌ３と抵抗Ｒ１と
の接続点とダイオードＤ５、Ｄｌとの間、及び巻線Ｌ２
、Ｌ４と抵抗Ｒ２との接続点とダイオードＤ６、Ｄ８と
の間に直列に介在するものである。

次に本実施例の動作を説明する。尚、励磁方式により励
磁される巻線の順番や数は種々異なるが、巻線Ｌ１が励
磁された場合を例にとって示す。

ステッピングモータが作動しているときには、トランジ
スタＴＲＩ　、　ＴＲ３がＯＮ状態になり巻線Ｌ１に電
流が流れて巻線は励磁される。このときに流れる電流ｉ
１は図中矢印の方向に流れる。

この後ステ／ピングモータを作動させるた゛めの信号（
例えばパルス信号）又は断続的に出力される作動信号が
停止し、トランジスタＴＲ３がＯＦＦ状態になると、Ｌ
１〜Ｄ５〜Ｄ２〜ＴＲ＋〜Ｒ１の閉ル−プが形成され、
巻線Ｌ１に生じる起電力によりこの閉ループ内に電流１
２が流れる。これによってダンピング作用が生じるが、
この場合のダンピング作用は抵抗Ｒ１によりごく小さい
ものに押えられている。従ってこの閉ループＬ１〜Ｄ５
〜Ｄ２〜ＴＲＩ〜Ｒ１が形成されている状態においては
即座に高速運転にはいることができ、回転動作時におけ
る高速応答可能な状態にある。

しかし、この状態においては第５図に示す従来例と同じ
ように、モータを停止したときのオーツ（−シュートを
速く収束させることはできない。そこでモータを静止位
置に停止させる場合、本実施例においては、スイッチン
グ素子ＳＷ＋をＯＮ状態にして閉ループＬ＋〜Ｄ５〜Ｓ
Ｗ１〜［）ｌを形成し、抵抗Ｒ１を介さずに直接ダイオ
ードＤ５を青線Ｌ１に接続している。これにより、巻線
Ｌ１両端間の電位差は瞬時に等しくなり、巻線Ｌ１に生
じる起電力による電流ｉ３が急激に増大して振動を急速
に減衰させる。

このように高速応答性を必要とする場合にはスイッチン
グ素子ＳＷ＋をＯＦＦ状態に保ち、早く静止させる場合
にはスイッチング素子ＳＷ１をＯＮ状態にすることによ
り、ダンピング作用の大小を選択することができるもの
である。

この他、巻線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に関しても上記動作と同
様の動作と効果が得られる。尚、スイッチング素子ＳＷ
＋、ＳＷ２は巻線の励磁方式により同時にＯＮ、ＯＦＦ
するようにしても良いし、又独立してＯＮ、ＯＦＦする
ようにしても良い。又図中破線Ｒで示す部分に抵抗を設
けても良い。

第２図は本発明の第２実施例を示す回路図である。本実
施例における原塊及び動作は第１実施例と同一であり、
第１実施例におけるスイッチング素子ＳＷ２とトランジ
スタＴＲ２，ダイオードＤ３、Ｄ４抵抗Ｒ２を削除して
スイッチング素子ＳＷＩ、）ランジスタＴＲ＋、ダイオ
ードＤ１、Ｄ２、抵抗引と共用するようにしたものであ
る。従って巻線Ｌ１〜Ｌ４はすべて抵抗Ｒ１及びダイオ
ードＤ１に接続されており、ダイオードＤ５〜Ｄ８もす
べてダイオードＤ２及びスイッチング素子ＳＷ＋に接続
されている。尚、本実施例においても図中破線Ｒの部分
に抵抗を設けても良い。

本実施例においても、スイッチング素子５ＶＩＩＩのＯ
Ｎ、ＯＦＦの切換えによりダンピング作用の大小を選択
することができるものであり、ＯＦＦのときには閉ルー
プＬ１〜Ｄ５〜Ｄ２〜ＴＲ＋〜Ｒ１，ＯＮのときには閉
ループＬ１〜Ｄ５〜ＳＷ１〜Ｄ１　がそれぞれ形成され
る。

また、上記各実施例においては、スイッチング素子ＳＷ
＋を投入するタイミングとしては第３図に示すステッピ
ングモータの速度パターンにおいて減速の始まるスルー
ダウン行程内に投入することが効果的であった。これは
停止直前のステ、７プ・橿ルスと同期してスイッチング
することにより、これより前のスルーダウン工程内でス
イッチング素子ＳＷＩを投入することにより、スルーダ
ウン行程内で全域に渡ってダンパーが作用するためであ
る。

尚、投入するタイミングとしては、このスルーダウン行
程の開始点から終了点までの間であればステッピングモ
ータの特性に応じてどの点で投入するかは任意に決める
ことができる。

〈発明の効果〉本発明は、ダイオードとスイッチング素子を利用してス
テッピングモータの回転動作時においては、ダイオード
によるダンピング作用を極力小さくして高速応答を可能
にし、逆にステッピングそ一タの回転停止時においては
スイッチング素子をステッピングそ一夕のスルーダウン
行程内で投入するようにして、モータの各巻線に逆起電
力によりダンピング作用を最大限利用するようにしたの
で、ステッピングモータの回転・静止を高速でかつ精度
良く行うようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図、第２図は本
発明の第２実施例を示す回路図、第３図はステッピング
モータの速度パターンを示す図、第４図乃至第６図は従
来の電子ダンパーを示す回路図、第７図は第５図及び第
６図に示すダイオードダンパーのダンピングによる速度
、トルク特性カーブを示す図である。Ｌ１〜Ｌ４・Φ・巻線、Ｄ５〜Ｄ８・・・ダイオード、
Ｒ１、Ｒ２・・・抵抗、ＳＷ＋　、ＳＷ２・・・スイッ
チング素子。馬１図第２図第３図第４図　　　第５図菖６図速度ＣＰＰ！５１７図手続補正書く自発）昭和６１年２月２０日特許庁長官　宇賀　道部　殿　　　　　　　　　　　　
　　　。１　事件の表示昭和６０年特　許　願第０８３６９５号２、発明の名称ステッピングモータ用電子ダンパー３　補正をする者事件との関係　　　　特許出願人４、補正命令の日付　　　　　　　　　　　　　　−１
・′自　　　発５、補正の対象明細書の「発明の詳細な説明」の欄６、補正の内容 ■明細書　５頁１６〜１８行目の「　ＴＲ１、ＴＲ２は・・・・・設けられている。　」
を次のように補正する。ｒＴＲｌ、ＴＲ２はトランジスタであり、トランジスタ
ＴＲ１、及びＴＲ２のエミッタ側がモータ駆動用電圧Ｖ
に接続され、トランジスタＴＲＩ及びＴＲ２のコネクタ
側は抵抗Ｒ１及びＲ２を通して巻線Ｌ１、Ｒ３及びＲ２
、Ｒ４に接続されている。」■明細書　６頁　６〜１０
行目の「及び抵抗Ｒ１、Ｒ２に・・・・・接続されている。　
ｊを次のように補正する。「　の一方端に接続され、ダイオードＤ２及びＤ４を通
してモータ駆動用電圧Ｖに接続されており、さらにダイ
オードＤ１、Ｄ３は後述のスイッチング素子に接続され
ている。　」■明細書　７頁　７行目「・・・起電力・・・」とあるを「・・・逆起電力・・・」と補正する。

Claims

【特許請求の範囲】

　複数の巻線を励磁することにより作動するステッピン
グモータにおいて、前記巻線に直列に抵抗を接続し、前
記巻線と抵抗に並列になるようにダイオードを接続し、
該抵抗と巻線の接続点とダイオードとの間に直列にスイ
ッチング素子を介在させ、該スイッチング素子の切換え
により前記ダイオードを直接又は前記抵抗を介して接続
するとともに、前記スイッチング素子を、前記ステッピ
ングモータのスルーダウン行程内で投入するようにした
ことを特徴とするステッピングモータ用電子ダンパー。