JPS6292796A - ステツピングモ−タの駆動制御方式 - 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】 ［Ｒ要］ バイファイラ巻きのステッピングモータの各巻線への通
電Ｌｉ２卯をトランジスタのオンオフ制御によって行な
うと共に、当該バイファイラ巻きされＩＣ一対の巻線の
うち一方の巻線に対応したトランジスタをオンさせると
きに、他方の巻線に対応したトランジスタをオフさせる
こととしたトランジスタの駆動制御方式において、上記
各トランジスタのオンオフ切換えを同時に行なうと、バ
イファイラ巻きされた一対の巻線が誘導結合しているこ
と、及びトランジスタのターンオフ時間Ｔｏｎとターン
オフ時間Ｔｏｎが違うこと（Ｔｏｎ＜Ｔｏｆｆ　）に起
因して当該トランジスタのオフ切換時に異常電流がなが
れる。これを防止するため、バイファイラ巻された巻線
のうち一方の巻線に対応したトランジスタをオンさせる
時期を他方の巻線に対応したトランジスタをオフさせる
時期から所定時間だけ遅らせるようにした。

［産業上の利用分野コ 本Ｗｅ明は、ステッピングモータの駆動方式に係り、詳
しくは、バイファイラ巻きのステツビングモータの各巻
線への通電制御をトランジスタのオンオフ制御によって
行なうと共に、当該バイファイラ巻された一対の巻線の
うち一方の巻線に対応したトランジスタをオンさせると
きに、他方の巻線に対応したトランジスタをオフさせる
こととしたステッピングモータの駆動制御方式に関する
。

［従来の技術］ 従来の駆動制りｎ方式を実現する回路として、例えば第
３図に示すようなものがある。この例は、４相の巻線を
有するステッピングモータを駆動するもので、そのステ
ッピングモータの巻線は、２相毎に一対となり、その対
となる巻線がステータの−の極歯に重ねて巻付けられた
所謂バイファイラ巻きとなっている。

第３図において、１０はステッピングモータで、このス
テッピングモータ１０は巻線１，２゜３．４を有してい
る。そして、一対の巻線１゜３、及び＠１ｔ１２．４が
夫々バイファイラ巻きとなっている。一対となる巻線１
．３の各一端は抵抗Ｒ１を介して回路電源ＶＣＣに接続
され、この回路電源Ｖｃｃか・ら抵抗Ｒ１を介して供給
される各巻線１，３への電流の制御、即ち通電制御は、
当該巻１１．３の各他端に接続されたトランジスタＴｒ
１．Ｔｒ３のオンオフ制御によってなされるようになっ
ている。また、他方の一対の巻ｌ１ｌ１２．４について
も同様で、回路電源Ｖｃｃから抵抗Ｒ２を介して供給さ
れる当該各巻線２゜４への電流の制御、即ち通電制御は
、トランジスタＴｒ２．Ｔｒ４のオンオフ制御によって
なされるＪ：うになっている。

２０は当該ステッピングモータ１０に対して所定の相切
換信号Ａ、Ｂを出力する制御回路である。そして、この
制御回路２０からの信号Ａによって上記トランジスタＴ
ｒ１のオンオフ制御がイ！されると共に同信号Ｂによっ
てトランジスタＴｒ２０オンオフ制御がなされるように
なっている。また、２１．２２は夫々インバータであり
、制御回路２０からの信号へがインバータ２１を介して
反転された信号ＡによってトランジスタＴｒ３のオンオ
フ制御がなされると共に同信号Ｂがインバータ２２を介
して反転された信号ＢによってトランジスタＴｒ４のオ
ンオフ制御がなされるようになっている。ここで、制御
回路２０から出力される相切換信号Ａ、Ｂは、ステッピ
ングモータ１０を２相励磁制御すべく第４図に示すよう
に夫々半周１月ずれたものとなっている。

上記のように制御回路２０から出力される相切換信号Ａ
、ＢによってトランジスタＴｒ１゜Ｔｒ２のオンオフ制
御がなされ、同各信号△、Ｂの反転信号Ａ、Ｂによって
トランジスタＴｒ３゜Ｔｒ４のオンオフ制御がなされる
と、当該各信号Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂの切換えのタイミングが
第４図に示すように夫々半周期ずつずれることとなるの
で、ステッピングモータ１０における各巻線１乃至４は
２相ずつ →（巻線４．１）→（＠線１，２）→ →（巻線２．３）→（巻線３．４）→ の順に順次繰り返し励磁されていく。そして、このよう
に２相の励磁が順次繰り返し切換えられていくと、その
過程でのステータとロータとの間の磁力作用によってロ
ータが回転する。

上述したステッピングモータの駆動制御方式は、４相の
巻線のうち２相ずつがバイファイラ膠さとなったステッ
ピングモータを２相励磁制御しようとＪるするものであ
り、このようなステッピングモータを２相励磁制御しよ
うとすると、当該バイファイラ巻きされた一対の巻線１
゜３（２，４）のうら一方の巻線、例えば巻線１（２）
に対応したトランジスタＴｒ１（Ｔｒ２＞をオンさせる
ときに、同時に他方の巻線３（４）に対応したトランジ
スタＴｒ３（Ｔｒ４）をオフさせることになる。

［発明が解決しようとする問題点１ ところで、上記のようなステッピングモータの駆動１１
１ＩＩ１２１１方式に従うと、各巻線の通電制御を行な
うトランジスタの容量を必要以上に大きくしな番プれば
ならない。

それは、以下のような理由に基づくものである。

上記駆動制御方式では、バイファイラ巻きされた一対の
巻線のうち一方の巻線に対応したトランジスタをオンさ
せる時に、同時に他方の巻線に対応したトランジスタを
オフさせることとしているが、一般に、トランジスタを
オンオフ制御する場合、そのターンオフ時間Ｔ　ｏｆｆ
がターンオン時間７ｏｎより長くなることから（Ｔ　ｏ
ｎ＜Ｔｏｆｆ）、当該各巻線に対する通電切換時に、対
応する両トランジスタが僅かな時間だけともにオン状態
となる。例えば、第３図に示すバイファイラ巻きされた
一対の巻１１．３に対応するトランジスタ７ｒ１．Ｔｒ
３について注目すると、第５図に示すように、信号Ａの
立ち下がりによってトランジスタＴｒ１の出力がオフ状
態とみなされるレベルまで立ち上がる前（ターンオフ時
間Ｔｏｆｆ経過前）に、信号Ａの立ち上がりによってト
ランジスタＴｒ３の出力がオン状態とみなされるレベル
まで立ち下がり（ターンオン時間ＴＯｎ経過）、当該信
号Ａ、Ａの反転切換時からトランジスタＴｒ３のターン
オン時間Ｔｏｎ以後、トランジスタＴｒｌのターンオフ
時間Ｔ　ｏｆｆが経過するまで両トランジスタＴｒｉ、
Ｔｒ３はともにオン状態となる。このように、バイファ
イラ巻きされた一対の巻線のうち一方の巻線に対応した
トランジスタが完全にオフ状態になる前に、当該他方の
巻線に対応したトランジスタがオン状態になると、バイ
ファイラ巻きされた一対のＶＩ線が誘導結合されている
ので、当該他方の巻線への電流供給時に、当該一方の巻
線に誘導電流が流れ、その誘導電流が当該一方の巻線に
対応したトランジスタに異常電流として流れることにな
る。具体的にみると、第５図に示すように、巻線１に対
応したトランジスタＴｒ１に流れる電流ｉ波形が、巻線
３に対応したトランジスタＴｒ３が完全にオン状態にな
った以後、当該トランジスタＴｒ１が完全にオフ状態に
なるまでの間、ひげ状に突出したものとなる。

このように、各巻線への通電制御を行なうトランジスタ
のオフ切換時に異常電流が流れるということは、トラン
ジスタの容量を当該異常電流をも考慮して定めなければ
ならず、結果として、当該トランジスタの容量を必要以
上に大きなものとしなければならないのである。

そこで、本発明の課題は、各巻線への通電制御を行なう
トランジスタのオンオフ切換時に当該トランジスタに異
常電流が極力流れないようにすることである。

［問題点を解決するための手段コ 本発明は、バイファイラ巻きのステッピングモータの各
巻線への通電制御をトランジスタのオンオフ制御によっ
て行なうと共に、当該バイファイラ巻きされた一対の巻
線のうち一方の巻線に対応したトランジスタをオンさせ
るときに、他方の巻線に対応したトランジスタをオフさ
せることとしたステッピングモータの駆動制御方式を前
提としており、当該駆動制御方式において、上記技術的
課題を解決するための手段は、上記一方の巻線に対応し
たトランジスタをオンさせる時期を上記他方のトランジ
スタをオフさせる時期から所定時間だけ遅らせるように
したことである。

尚、上記遅らせるべき所定時間は、通常トランジスタの
ターンオフ時間Ｔｏｆｆ及び駆動の安定性等を考慮して
定められるものであるが、トランジスタのターンオフ時
間ＴｏＮ程度に定めるのが望ましい。

［作用］ バイファイラ巻された一対の巻線のうち一方の巻線に対
応したトランジスタをオンさせるに際し、他方の巻線に
対応したトランジスタをオフさせる時期から所定時間経
過後に上記一方の巻線に対応したトランジスタをオンさ
せる。すると、当該他方の巻線に対応したトランジスタ
がオフさせられた時期からターンオフ時間だけ実質的に
オン状態にあっても、当該一方の巻線に対応したトラン
ジスタのオンする時期が遅れるので、その分当該他方の
巻線に誘起される誘導電流の量は減る。ここで、遅らせ
るべき所定時間をトランジスタのターンオフ時間Ｔｏｆ
ｆ程度に設定すれば、上記他方の巻線に対応したトラン
ジスタが完全にオフ状態になってから上記一方の巻線に
対応したトランジスタがオン作動するので、当該誘導電
流の影響はほぼなくなる。

［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るステッピングモータの駆動制御方
式に従った駆動制御回路の一例を示す回路図である。

同図において、バイファイラ巻きされた一対の巻線１，
３及び巻線２，４を有するステッピングモータ１ｏ及び
回路電源ＶＣＣから抵抗Ｒ１またはＲ２を介した各巻線
１乃至４への通電を制御するトランジスタＴｒ１乃至Ｔ
ｒ４の構成、更に、夫々半周期ずれた相切換信＠Ａ、Ｂ
を出力する制御回路２ｏは第３図に示すものと同様とな
っている。

２５は制御回路２０からの信号Ａを所定時間ｔだけ遅延
させる遅延回路であり、制御回路２０からの信号Ａと遅
延回路２５からの信号Ａｄとのアンドゲート２６による
アンド信号ＣによってトランジスタＴｒ１のオンオフ制
御がなされると共に、上記信号Ａがインバータ２７を介
して１ｑられる反転信号と上記信号Ａｄがインバータ２
８を介して得られる反転信号とのアントゲ−１−２９に
よるアンド信号ＥによってトランジスタＴｒ３のオンオ
フ制御がなされるようになっている。また、３０は制御
回路２０からの信号Ｂを上記所定時間（たけ遅延させる
遅延回路であり、ｔｌ、ｌＪ御回路２０からの信号Ｂと
遅延回路３０からの信＠Ｂｄとのアンドゲート３１によ
るアンド信号りによってトランジスタＴｒ２のオンオフ
制御がなされると共に、上記信号Ｂがインパーク３２を
介して１ｑられる反転信号と上記信号３ｄがインバータ
３３を介して得られる反転信号とのアンドゲート３によ
るアンド信号ＦによってトランジスタＴｒ４のオンオフ
制御がなされるようになっている。

ここで、上記各遅延回路２５，３０での所定遅延時間ｔ
は各トランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ４のターンオフ時間Ｔ
Ｏ「「程度に設定される。

上記のような駆動制御回路では、上述した信号Ｃ，Ｄ、
Ｅ、Ｆによってステッピングモータ１０の駆動υ制御が
なされるわけであるが、当該各信号の立も上げ立ち下げ
の切換えタイミングは第２図に示づようにななる。

即ち、信号Ｃは、信号Ａと信号Ａ（ｌとのアンド信号で
あることから、信号Ａｄの立ち上がり時に立ち上がると
共に信号Ａの立ち下がり時に立ち下がり、信号りは、信
号Ｂと信号３ｄとのアンド信号であることから、信＠Ｂ
ｄの立ち上がり時に立ち上がると共に信号Ｂの立ち下が
り時に立ちさがる。また、信号Ｅは、信号Ａの反転信号
と信号Ａｄの反転信号とのアンド信号であることから、
信号△ｄの立ち下がり時に立ち上がると共に信号Ａの立
ち上がり時に立ち下がり、信号Ｆは、信号Ｂの反転信号
と信号３ｄの反転信号とのアンド信号であることから、
信号Ｂｄの立ち下がり時に立ち上がると共に信号Ｂの立
ち下がり時に立ち下がる。

従って、上記信号Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆによってオンオフする
トランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ４の通電制御により、当該
ステッピングモータ１０における各巻線１乃至４は第３
図に示す場合と同様に、２相ずつ →（巻線４．１）→（巻ｌ５ｉ１１．２）→→（巻線２
．３）→（巻線３．４）→ の順に順次操り返し励蟻されていく。

上記のような制御の過程で、例えば、バイファイラ巻き
された一対の巻Ｉｉ！１．３に対応したトランジスタ７
−ｒｉ、ｌ”Ｒ３に着目すると、（３号Ｃの立ち下がり
によってトランジスタＴｒ１がオフ作動し、当該トラン
ジスタＴｒ１のターンオフ時間Ｔｏｆｆ程度の所定時間
ｔの経過後に信＠Ｅの立ち上がりによってトランジスタ
Ｔｒ３がオン作動する。その後、信号Ｅの立ち下がりに
よってトランジスタＴｒ３がオフ作動し、上記所定時間
を経過後に信号Ｃの立ち上がりによってトランジスタＴ
ｒ１がオン作動する。そして、各トランジスタＴｒ１．
Ｔｒ３は上記の作動を操り返すことになる。

上記トランジスタＴｒｉ、　Ｔｒ３の作動に従えば、巻
線３への電流投入時に巻線１に誘導電流が誘起されるこ
とがなくなると共に、巻線１への電流投入時に巻線３に
誘導電流が誘起されることもなくなる。

また、信号り、Ｆによってオンオフ制御されるトランジ
スタ７ｒ２．Ｔｒ２についても状況は上記と同様である
。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、バイファイ
ラ巻きされた一対の巻線のうち一方の巻線に対応したト
ランジスタをオンさせる時期を他方の巻線に対応したト
ランジスタをオフさせる時期から所定時間だけ遅らせる
ようにしたため、当該トランジスタのオンオフ切換え時
に各巻線に誘導電流が誘起されることを極力防止するこ
とができ、当該誘導電流に起因した各トランジスタに対
する異常電流を極力低減することができるようになる。

従ってトランジスタの容量は必要最小限のものに設定す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステッピングモータの駆動制御方
式に従った駆動制御回路の一例を示す回路図、第２図は
各信号のタイミングチャート、第３図は従来の駆動制御
方式に従った回路例を示す回路図、第４図は各信号のタ
イミングチャーｉ〜、第５図は第３図に示す駆動ｉ制御
回路での通電切換時における各信号波形の詳細を示す詳
細波形図である。 １．２．３．４・・・巻線 １０・・・ステッピングモータ ２０・・・制御回路 ２５．３０・・・遅延回路 Ｔｒｌ、Ｔ　ｒ２．　Ｔ　ｒ３．　Ｔ　ｒ４−’トラン
ジスタ゛＼：二ノ′ 裂傘Ｊｌ−動１式ｌＩ晃うｆｉｌｊ）間第３ｗｌ ９イミング千マート 第４図 ０ｆｔ ｉを１）］換時の１１−渡帝国 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バイファイラ巻きのステッピングモータの各巻線への通
   電制御をトランジスタのオンオフ制御によって行なうと
   共に、 当該バイファイラ巻きされた一対の巻線のうち一方の巻
   線に対応したトランジスタをオンさせるときに、他方の
   巻線に対応したトランジスタをオフさせることとしたス
   テッピングモータの駆動制御方式において、 上記一方の巻線に対応したトランジスタをオンさせる時
   期を上記他方の巻線に対応したトランジスタをオフさせ
   る時期から所定時間だけ遅らせるようにしたことを特徴
   とするステッピングモータの駆動制御方式。