JPH0258856B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、第１の磁極片、第２の磁極片および
第３の磁極片を有する可逆ステツピング・モータ
であつて、前記磁極片はそれぞれ第１の磁極面、
第２の磁極面および第３の磁極面を有し、これら
の磁極面により実質的に円筒状の空間が形成さ
れ、さらに第１の電流に応答して前記円筒状の空
間内に第１の磁界を生じさせるために前記第１の
磁極片および第２の磁極片と磁気的に結合された
第１の巻線と、第２の電流に応答して前記円筒状
の空間内に第２の磁界を生じさせるために第１の
磁極片および第３の磁極片と磁気的に結合された
第２の巻線と、前記円筒状の空間の軸と実質的に
一致する回転軸のまわりを回転できるように取付
けられた回転子とが設けられており、さらに前記
回転軸に対して実質的に垂直な磁軸を有する永久
磁石とが設けられている可逆ステツピング・モー
タに関する。

従来技術 そのようなモータは、公告された英国特許願
GB2054978Aに述べられており、かつ一般に時針
および分針ならびに秒針から成る時間情報表示部
材を駆動するための電子時計に都合良く使用でき
る。この特許願には、モータの回転子を180゜のス
テツプで１方向または他方向に回転させるのに使
用される方法も述べられている。

この方法は、第１の型式の電流パルス（これ
は、回転子が１ステツプ回転しようとする時には
いつでも、パルスの持続時間の間一定である所定
方向にある）を１つの巻線に供給すること、およ
びこれと同時に第２の型式電流パルス（その方向
はパルス大体真中である）を他の巻線に供給する
ことを含む。第１の型式のパルスの方向は、モー
タの各ステツプ毎に変り、従つて第２の型式のパ
ルスの始めでその方向を変える。回転子の回転方
向は、第１の型式のパルスが印加される巻線に依
存する。

既知の方法は、モータ作動回路中に８個のパワ
ー・トランジスタを使用する。８個のトランジス
タは４個のトランジスタからそれぞれ構成される
る２つのブリツジ構成に分けられ、１つのコイル
が各ブリツジ構成に接続される。トランジスタは
集積回路上でかなり広い面積をとり、この集積回
路はモータと関連する装置の全ての電子回路を結
合する。

モータは180゜のステツプで回転する。これは、
もし或る理由または別の理由のために或る時点で
巻線に印加される第１の電流パルスにモータが反
応しないならば、モータの回転子がパルスの極性
に対応する位置にな場合のように第１の電流パル
スの直後に印加される第２の電流パルスにもモー
タが反応しないことを意味する。こうしてモータ
は２つのステツプを失う。

発明の目的 この発明の目的は、これらの欠点を持たない上
述した型式のステツピング・モータを提供するこ
とである。すなわち、このモータは、少数のパワ
ー・トランジスタを含む回路によつて非常に簡単
な仕方で作動されることができる。その上、この
発明のモータは何等かの理由で第１ステツプを失
つてもかならずしも第２のステツプを失うことは
ない。

発明の構成 これらの目的は全て、特許請求の範囲第１項記
載のモータによつて達成される。即ち、他のいか
なる影響もない場合に、前記回転軸と垂直かつ前
記第１の磁極面の中央を通る直線と実質的に平行
な停止軸に沿つて前記永久磁石の磁軸が方向づけ
られている唯一の停止角度位置に前記回転子を位
置決めするための手段が設けられており、さらに
前記磁極面は、円筒状の空間内で前記磁界が前記
直線と平行ではなくかつ該直線に関して実質的に
対称であるような方向を有するように配置されて
おり、さらに前記磁界は前記停止軸とともに、そ
れぞれ第１および第２の電流の所定の方向に対し
て、前記円筒状の空間内で該停止軸に関して実質
的に対称的な鈍角を形成し、さらに前記回転子は
２つの前記所定の方向を有し、かつ該回転子は、
一方の電流は巻線の一方に、また他方の電流は巻
線の他方に加えられるような１対の連続的な電流
パルスにより回転可能であり、さらに前記回転子
の回転方向は、前記１対のパルスのうち第１のパ
ルスが加えられる巻線により決定されるようにし
たことを特徴とする可逆ステツピング・モータに
より解決されている。

モータの第１実施例では、方向付け手段は位置
決め用磁石（その磁軸は直線によりかつ回転子の
回転軸により定められた平面に少なくとも大体配
置される）を備える。

実施例では、方向付け手段は、第２の位置決め
用磁石（その磁軸は前記直線に対して第１の位置
決め用磁石の磁軸と事実上対称的である）を更に
備える。

この発明のモータの構成は、モータを次々の電
流パルス対（第１のパルスは一方の巻線に印加さ
れ、第２のパルスは他方に巻線に印加される）同
一方向に作動させることができる。各パルス対の
うち第１のパルスが印加される巻線は、回転子が
回転する方向を決定する。

位置決め用磁石を設けた結果、回転子は唯一の
停止位置を持つ。パルスの方向は従つて常に同じ
であり、これは作動回路の一実施例ではわずか２
個のパワー・トランジスタを使用すことを少なく
とも可能にする。

作動回路の他の実施例は、３個または４個のパ
ワー・トランジスタを備える。全ての場合に、集
積回路でパワー・トランジスタが占める面積は、
上述した英国特許願に述べられたモータを作動す
るのに要するパワー・トランジスタの占める面積
よりもかなり狭い。

発明の実施例 第１図は一例として示してこの発明の可逆ステ
ツピング・モータは、軟磁性材料の板で形成され
た固定子１を備える。

この固定子１は第１の極片２を持ち、その一端
は凹面状の円弧の形に切り出されて第１の極面２
ａを形成する。

固定子１は第２と第３の、２つの極片３および
４を更に持ち、各極片は凹面状の円弧に切り出さ
れ従つて極面３ａ，４ａを形成する一端を有す
る。

極片２，３および４は、極面２ａ，３ａおよび
４ａが円筒状の空間５を定めるように配置され
る。極面２ａ，３ａおよび４ａは領域６，７およ
び８により充分狭い狭窄部（こゝでのリラクタン
スは極片２，３および４のリラクタンスよりも相
当に大きい）の形に連結される。磁気回路の残り
の部分は以下に説明する。

この実施例では、領域すなわち狭窄部６，７お
よび８は極片２，３および４と共に１つの部品を
形成する。別な実施例では狭窄部を、非磁性材料
の部品で置き換えたり、省略したり、空隙で置き
換えたりすることができる。

第１図に示したモータは、共通の鉄心１１に巻
かれる第１と第２の、２つの巻線９および１０を
更に持つている。鉄心１１の両端は、極片３およ
び４の、極面３ａおよび４ａとは反対側の端に磁
気結合される。鉄心１１の中央部（巻線９と１０
の間に配置される）は、極片２の、極面２ａとは
反対側の端に連結される。

鉄心１１は、連結領域のリラクタンスができる
だけ小さいような仕方（図示しない）で極片２，
３および４へ連結される。

モータは更に回転子を持ち、この回転子は都合
の良いことには空間５の軸と事実上一致する回転
軸を有するシヤフトである。歯車と係合する永久
磁石およびピニオンはシヤフトに固定される。歯
車は、例えば時計の針を駆動するための歯車列の
第１番目の歯車で良い。図面を複雑にしないため
に、回転子の一部を形成する永久磁石だけを図示
して符号１２を付けた。回転子の回転軸１２ａは
第１図の紙面と垂直である。

円筒状の永久磁石１２は直径方向に磁化され
る。永久磁石１２の磁軸は回転軸１２ａと垂直で
あり、矢印１２ｂで図式的に示される。通常のよ
うに、矢印１２ｂは永久磁石１２の南極から北極
に向けて描かれている。

最後に、モータは、縦方向に磁化された棒の形
をした位置決め用磁石１３を持つている。この磁
石１３は任意適当な手段（図示しない）によつて
狭窄部６の近くに下記のように緊着される。すな
わち、磁石１３の磁軸１３ａは、極面２ａおよび
回転軸１２ａの中央を事実上通る直線１７上に配
置される。こゝに説明する実施例では、磁軸１３
ａは極面２ａの中央から回転軸１２ａに向う方向
に方向付けられている。

磁石１３の磁界は回転子の一部を形成する永久
磁石１２へ360゜の周期で位置決めトルクを加え、
これは磁軸１２ｂを第１図に示した位置保持また
は戻そうとする。永久磁石１２従つて回転子の停
止位置であるその位置では、磁軸１２ｂが停止軸
１２ｃと一致する。この停止軸１２ｃは、明らか
に磁石１３の磁軸１３ａと同一の方位および方向
にある。

電流が例えば巻線９に流れる時に、この電流に
よつて生じられた磁界は磁気回路（直列に鉄心１
１、極片３、その極面３ａとそれぞれ極面２ａ，
４ａの間の空間５、更に互いに並列の極片２およ
び４から成る）を通る。

空間５では、磁界が永久磁石１２の回転軸１２
ａと垂直である。この磁界の力線は破線１４で図
式的に示されている。図面を簡略化するために、
極片４での力線は示さない。

矢印１４ａは、極面３ａとそれぞれ極面２ａ，
４ａの間の空間５中に巻線９によつて生じられた
磁界の合力を図式的に示す。矢印１４ａの方向
は、任意に選定さた正である方向に巻線９を流れ
る電流で生じられた磁界の方向を意味する。

同じことは巻線１０を流れる電流で生じられた
磁界についても云える。破線１５はその磁界の力
線を図式的に示すが、矢印１５ａは任意に選定さ
れた正の電流が巻線１０に流れる時の磁界の方向
および方位で空間５中の磁界の合力を表わす。こ
の合力も回転軸１２ａと垂直である。

上述した方向の取り決めにより、巻線９および
１０に流れる正電流によつて空間５に生じられた
磁界の合力は停止軸１２ｃに対して鈍角を形成す
ることに注目されたい。これらの鈍角は停止軸１
２ｃに対して互いに事実上対称的である。これら
の鈍角は、それらの出発点が一致するまで平行に
変位されるなら矢印１２ｃおよび１４ａ，１５ａ
で形成されただろう角として、幾何学で普通に行
われている仕方で定められている。

これらの角の大きさは、モータの種々の構成部
品の相対的な配設、主として極面２ａ，３ａおよ
び４ａによつて空間５のまわりを占めた角距離に
依存する。

実際に、これらの角は約100゜〜160゜、望ましく
は大体120゜である。

モータの動作モードを説明するのに使用される
第２図では、上述した角は図面をできるだけきれ
いにするために約135゜として任意に選ばれる。

第２図は第１図に示したモータの種々の動作段
階を要約した図である。行Ａはモータの停止状態
に相当する。行Ｂ〜Ｇはモータの作動段階に相当
する。

例Ｉ９およびＩ１０の記号＋は対応する段階に
おいて正電流が巻線９か１０に流れていることを
示す。

列Ｃ５中の矢印は、列Ｉ９またはＩ１０に示さ
れた正電流によつてその行で空間５に生じられた
磁界の合力の方向および方位を示す。

これらの磁界に応答して或は位置決め用トルク
の影響下で回転子によつてとられた位置は、列Ｒ
１２中の実線の矢印で示される。これらの矢印の
方向および方位は、永久磁石１２の磁界を表わす
矢印１２ｂの方向および方位に相当する。列Ｒ１
２中に示された破線の矢印は実線の矢印で示され
た位置をとる前に回転子が占めた位置を示す。

第２図の行Ａはモータの停止位置に相当する。
電流は巻線９および１０に流れず、そして回転子
は第１図に示した位置にあり、この位置では永久
磁石１２の磁軸１２ｂが停止軸１２ｃと一致す
る。

第２図中の行Ｂ，ＣおよびＤは、正の回転方向
として任意に選ばれ第１図に矢印１６で示された
方向において、回転子が１つのステツプすなわち
完全な１回転をするためにモータを作動させるモ
ードを要約する。

正電流は作動回路によつて巻線９にまず流さ
れ、その一例は後述する（行Ｂ）、永久磁石１２
は従つて列５Ｃ中に示した磁界をうける。もし巻
線９の電流が充分に大きいならば、回転子は列Ｒ
１２中に示した位置に正方向で回転する。こゝで
磁軸１２ｂは電流によつて生じられた磁界と平行
になる。

回転子がその位置に達するか少なくとも大体そ
の位置に達すると、作動回路は巻線９の電流を切
つて巻線１０に正電流を流させる（行Ｃ）。この
電流によつて空間５に生じられた磁界は列Ｃ５中
に示される。回転子は、磁軸１２ｂが磁界と平行
になる列Ｒ１２中の位置に達するまで、正方向で
回転し続ける。

回転子がその位置もしくは少なくとも大体その
位置に達すると、作動回路は巻線１０の電流を切
る（行Ｄ）。永久磁石１２は、磁石１３によつて
生じられた位置決め用トルクだけをうけ、その、
トルクに応答して回転運動を終了する。モータは
従つて列Ｒ１２中に示された位置に戻り、こゝで
磁軸１２ｂが停止軸１２ｃと一致する。

回転子は、従つて、一対の正電流パルスに応答
して正方向で１ステツプすなわち完全な１回転を
を行つた。一対の正電流パルスのうちの第１のパ
ルスは巻線９へ印加され、第２のパルスは巻線１
０へ印加される。

そのような一対のパルスが巻線９および１０へ
この順番で印加される時にはいつでも、回転子が
正方向で完全な１回転を再び行うことは明らかで
ある。

第２図の行Ｅ，ＦおよびＧは、回転子が負方向
で１ステツプすなわち完全な１回転を行うために
モータを作動するモードを要約する。

正電流は作動回路によつて巻線１０にまず流さ
れる（行Ｅ）。この電流によつて空間に生じられ
た磁界は列Ｃ５中に示され、回転子は磁軸１２ｂ
が磁界と平行になる列Ｒ１２中の位置まで負方向
で回転する。

回転子が少なくとも大体その位置に達すると、
作動回路は巻線１０の電流を切つて巻線９に正電
流を流させる（行Ｆ）。この電流によつて空間５
に生じられた磁界は列Ｃ５中に示される。回転子
は、磁軸１２ｂが磁界と平行になる列Ｒ１２中の
位置に達するまで負方向で回転し続ける。

回転子が少なくとも大体その位置に達すると、
作動回路は巻線９の電流を切る（行Ｇ）。回転子
はの際磁石１３によつて生じられた位置決め用ト
ルクだけをうけ、これに応答してその回転運動を
終了する。

第１のパルスが巻線１０へ印加されかつ第２の
パルスが巻線９へ印加される一対の正電流パルス
に応答して、回転子は負方で１ステツプ動いた。

そのような一対のパルスが巻線１０および９へ
この順序で印加される時にはいつでも、回転子が
負方向で完全に再び１回転することは明らかであ
る。

上述した例では、停止軸１２ｃの方位および電
流によつて巻線９および１０に生じられた磁界の
方向は、上述した意味で空間５に形成する角が鈍
角であるように選ばれることが注目されたい。こ
の選択により、回転子は各パルス対のうちの第１
のパルスに応答して90゜を越える角だけ回転し、
これは第２のパルスをして回転運動を従続させそ
の停止位置に簡単に戻させない。

もし磁石１３の磁軸１３ａが第１図に示したの
とは反対の方向に方向付けられるならば、永久磁
石１２の停止軸１２ｃは第１図に示したのと反対
の方向になつただゝう。その場合には、空間５に
生じられる磁界の方向をするために、巻線９およ
び１０を形成する導線の巻く方向を逆にするか、
その持続モードを逆にするか、或は巻線に流れる
電流パルスの方向を逆にすれば充分である。これ
らの磁界および停止軸によつて形成された角は矢
張り鈍角になるだろうし、そしてモータも上述し
たように動作するだろう。

この発明の範囲から逸脱することなく、第１図
に示した、モータの種々の構成部品の形態および
相対的な配設に関して多くの変更を行えることは
明らかである。

例えば、一端が極片２へ連結されかつ他端がそ
れぞれ極片３，４へ連結された個別鉄心に巻線９
および１０を巻くことができる。個別鉄心は整列
させなくても良い。巻線９および１０の配設とは
無関係に、満たされるべき唯一の状態は各巻線が
電流に応答して空間５を通る磁界を生じることで
ある。他方、その磁界が電流の一方流れ方向に対
して停止軸１２ｃと鈍角をなすように極面２ａ，
３ａおよび４ａが配置されなければならないこと
である。対称性のため、停止１２ｃは第１図に破
線で示した直線１７と少なくとも事実上平行でな
ければならない。直線１７は回転軸１２ａと垂直
でありかつ極面２ａの中央を通過する。

この状態は、磁石１３の磁軸１３ａが直線１７
上に配置される時に明らかに満足される。しかし
ながら、磁軸１３ａが回転軸１２ａおよび直線１
７によつて定められた平面の何処かに実際配置さ
れる時も満足される。磁軸１３ａを配置しなくて
も良い位置は、それが回転軸１２ａと一致する所
である。

配置され得る全ての位置において、磁軸１３ａ
はどの方位にも向けられ得る。その方向におい磁
石１３の磁界は空間中の上述した平面の一部での
合力が停止軸１２ｃの所望方向で非ゼロ成分を有
するようなものである。

磁石１３が回転子の永久磁石１２と同一平面に
正確に配置されない全ての場合に、回転子に加え
られる力は回転軸１２ｃと平行な成分を有する。
この軸方向の力は磁受中の回転子の１つのピボツ
トの摩擦を増大させる。

この欠点を解消するために、磁石１３と同様な
かつ直線１７に対して磁軸が磁軸１３ａと事実上
対称的であるような場所に配置される第２の位置
決め用磁石を付加するのである。第２の磁石は従
つて回転子の永久磁石１２へ或る力を加え、この
力の軸方向分は磁石１３による軸方向成分を打ち
消すか少なくとも低減する。他方、これらの力の
半径方向成分は和働し、これが回転子の位置決め
用トルクを増大する。

第１ａ図は、上述した第２の位置決め用磁石を
持つ、モータの部分断面図である。モータの他の
部品とは全て第１図に示したモータの対応部品と
同じであるので同一符号を付けた。第１ａ図の部
分は回転軸１２ａおよび直線１７を通る。第２の
位置決め用磁石およびその磁軸はそれぞれ符号１
８および１８ａで表わされる。

上述したようにモータの作動例では、各パルス
対のうちの第１のパルスの終りが第２のパルスの
始めと一致する。モータによつて駆動されるべき
機械負荷次第で、各パルス対のうちの第１のパル
スが終る前または後の瞬間に第２のパルスをトリ
ガさせることが可能である。前者の場合は、消費
電力を少し増すだけの費用でモータの生じるトル
クが増大される。後者の場合は、対照的に、モー
タの生じ得るトルクを少し減らすだけでモータの
消費電流が低減される。

第３図は、第１図または第１ａ図に示したモー
タの作動回路の一例を示す回路略図である。第４
ａおよび４ｂ図は回転子がそれぞれ正方向、負方
向に回転させられる時に作動回路の種々の点にお
いて測定された諸信号を表わす波形図である。

第３図においてモータは巻線９および１０で表
わされ、これらの巻線はその一端が共に電源（図
示しない）の正端子＋へ接続されかつ他端が２個
のＮ型電界効果トランジスタＴ１およびＴ２のド
レインへ別々に接続される。

２個のダイオードＤ１およびＤ２は各々巻線
９，１０と並列に接続される。これらのダイオー
ドＤ１およびＤ２は慣用の仕方で過電圧からトラ
ンジスタＴ１およびＴ２を保護し、もしそのよう
なダイオードが無ければ電流を切る毎に巻線の両
端間に過電が発生してしまう。

トランジスタＴ１およびＴ２のソースは電源の
負端子−へ一緒に接続される。

回路２１はモータと関連する装置の全ての電子
回路を結合する。もしその装置が電子時計なら
ば、回路２１は、水晶発振部および分周器によつ
て一般に形成されたタイム・ベース並びに時間設
定用巻真および／または押釦と関連した補生回路
のような補助回路を備える。

この例では、回路２１はモータの回転子が１ス
テツプ動くべき時にはいつでも短い時間例えば論
理状態１へ切り換わる信号を出力端子２１ａに供
給するように構成される。このステツプが行われ
るべき方向は、出力端子２１ｂに供給される信号
で決定される。この信号は、例えば回転子が正方
向で回転しようとする時に論理状態０にあり、そ
して回転子が負方向で回転しようとする時に論理
状態１にある。回路２１の出力端子２１ｃは例え
ば128Hzの周波数で周期性信号を供給する。出力
端子２１ａから供給されるパルスは、周期性信号
が状態０になる瞬間に状態１になるような仕方
で、周期性信号と同期される。

Ｄ型フリツプフロツプ２２のクロツク入力端子
Ｃ１は回路２１の出力端子２１ａへ接続される。
このフリツプフロツプのＱ出力端子はそのＤ入力
端子へ接続され、リセツト入力端子Ｒは回路２１
の出力端子２１ｃへ接続される。従つて、フリツ
プフロツプ２２のＱ出力端子は回路２１の出力端
子２１ａが状態１になる時にはいつでもパルスを
発生する。このパルスの持続時間は、回路２１の
出力端子２１ｃからの供給された信号の半周期す
なわちこゝに説明する例では大体3.9ｍｓに等し
い。

フリツプフロツプ２２の出力端子は別なＤ型
フリツプフロツプ２３のクロツク入力端子Clへ接
続される。フリツプフロツプ２３の出力端子も
Ｄ出力端子へ接続され、リセツト入力端子Ｒはイ
ンバータ２４を介して回路２１の出力端子２１ｃ
へ接続される。

フリツプフロツプ２３のＱ出力端子は、フリツ
プフロツプ２２のＱ出力端子によつて供給される
各パルスの終りに、持続時間が矢張り3.9ｍｓの
第２のパルスを供給する。

フリツプフロツプ２２および２３のＱ出力端子
から供給される２つの連続パルスは、ANDゲー
ト２５〜２８、ORゲート２９および３０、並び
にインバータ３１から成る論理回路によつてトラ
ンジスタＴ１およびＴ２のゲートＧ１およびＧ２
でへ伝送される。この論理回路は、詳しく説明し
ないが、下記のように働く。

もし回路２１の出力端子２１ｂが論理状態０に
あるならば、フリツプフロツプ２２のＱ出力端子
から供給される各パルスはANDゲート２９およ
びORゲート２９によつてトランジスタＴ１のゲ
ートＧ１へ伝送され、フリツプフロツプ２３のＱ
出力端子から供給される各パルスはANDゲート
２７およびORゲート３０によつてトランジスタ
Ｔ２のゲートＧ２へ伝送される。

逆にもし回路２１の出力端子２１ｂが論理状態
１にあるならば、フリツプフロツプ２２のＱ出力
端子によつて供給される各パルスはANDゲート
２８およびORゲート３０によつてトランジスタ
Ｔ２のゲートＧ２へ伝送され、フリツプフロツプ
２３のＱ出力端子によつて供給される各パルスは
ANDゲート２６およびORゲート２９によつてト
ランジスタＴ１のゲートＧ１へ伝送される。

論理状態０、１は電源のそれぞれ負端子、正端
子の位に等しい電位によつて慣用の方法で表わさ
れる。フリツプフロツプ２２および２３のＱ出力
端子が共に状態０にある時に、ゲートＧ１および
Ｇ２も状態０にある。２個のトランジスタＴ１お
よびＴ２は従つて不導通状態にあり、電流は巻線
９および１０に流れない。この状況は第２図の行
Ａに要約した状況に相当する。

ゲートＧ１とＧ２の一方が上述にした仕方で論
理状態１になると、対応するトランジスタＴ１ま
たはＴ２は導通状態に切り換えられ、電流は第３
図に矢印Ｉ９およびＩ１０で示した方向に巻線９
または１０に流れる。その方向は前に正と定義し
た方向、すなわち各電流によつて空間５に生じら
れた磁界が停止軸１２ｃに対して鈍角をなす方向
であることが分る。

回路２１の出力端子２１ｂが状態０にあると、
フリツプフロツプ２２のＱ出力端子によつて供給
されたパルスの持続時間中正電流は巻線９に流
れ、フリツプフロツプ２３のＱ出力端子によつて
供給されたパルスの持続時間中矢張り正電流が巻
線１０に流れる。この状況は第２図の行Ｂ，Ｃお
よびＤに要約した状況に相当する。モータの回転
子は、回路２１の出力端子２１ｂが状態０にある
時に、回転２１の出力端子２１ａから供給された
パルスに応答して正方向で１ステツプ動く。

回路２１の出力端子２１ｂが状態１にあると、
フリツプフロツプ２２のＱ出力端子によつて供給
されたパルスの持続時間中正電流が巻線１０に流
れる。フリツプフロツプ２３のＱ出力端子によつ
て供給されたパルスの持続間中矢張り正電流が巻
線９に流れる。この状況は第２図の行Ｅ，Ｆおよ
びＧに要約された状況に相当する。モータの回転
子は、従つて、回路２１の出力端子２１ｂが状態
１にある時に回路２１の出力端子２１ａから供給
されたパルスに応答して負方向で１ステツプ動
く。

この実施例では、モータの作動回路はわずか２
個のパワー・トランジスタＴ１およびＴ２を有す
る。従つて、これらのパワー・トランジスタは、
上述した英国特許願GB2045978Aに述べられたモ
ータを駆動するのに集積回路にくらべて1/4の面
積しか要さない集積回路に構成される。それでも
相当な利得が得られるのは磁石１３を設けたゝめ
であり、これは電流パルス（その全ては同一方向
にある）によつてモータが作動されることを可能
にする。

第３図に示した作動回路では、回転子が１ステ
ツプ動くことを要求されないかぎりトランジスタ
Ｔ１およびＴ２は共に不導通であり、従つて巻線
９および１０は回路中に挿入されていない。回転
子のステツピング動作の終りにその平衝位置を中
心とした振動の制動を加速するために、第２の電
流パルスの直後に少なくとも一瞬両巻線が短絡さ
れることが時には所望される。

第５図は第３図に示した回路略図の第１変形例
の一部を示し、これは回転子の２つの次々のステ
ツプ間の期間中そのような短絡効果を生じさせ
る。第３図に示した回路におけるように、巻線
９，１０はそれぞれトランジスタＴ１，Ｔ２のド
レインへ接続され、ゲートＧ１，Ｇ２はそれぞれ
ORゲート２９，３０の出力端子へ接続される。
論理回路の残りは第３図と同じなのでこゝでは示
さない。

第３の電界効果トランジスタＴ３のドレイン、
ソースはそれぞれトランジスタＴ１，Ｔ２のドレ
インへ接続される。

電界効果トランジスタのドレインとソースは互
換できるので、トランジスタＴ３のドレインとソ
ースのどちらかがトランジスタＴ１またはＴ２の
ドレインに接続されるかは重要なことではない。

上述した変形例では、トランジスタＴ３はＰ型
トランジスタである。従つて、このトランジスタ
Ｔ３は、そのゲートＧ３が論理状態１にある時に
不導通状態であるが、ゲートＧ３が論理状態０に
ある時に導通する。

ゲートＧ３はORゲート３２の出力端子へ接続
され、その入力端子はORゲート２９および３０
の出力端子へ接続される。

ORゲート２９と３０の一方の出力端子が状態
１である時、すなわち電流が巻線９と１０のどち
らか一方に流れている時に、ゲートＧ３も状態１
にあるのでトランジスタＴ３は不導通状態にあ
る。作動回路は上述した仕方で作動する。

逆に、ORゲート２９と３０の両方の出力端子
が共に状態０になるやいなや、すなわち第２の電
流パルスの終りからは、ゲートＧ３が状態０にな
るのでトランジスタＴ３は導通状態に切り換えら
れる。巻線９と１０は従つて回路中で直列に接続
され、停止位置を中心とした回転子の振動によつ
て誘起される電流は循環でき、これは回転子の振
動の制動を加速する。

トランジスタＴ３はＮ型トランジスタにしても
良い。その場合には、ORゲート３２の出力端子
とゲートＧ３の間にインバータを挿入するだけで
充分である。

しかしながら、２つの巻線が直列であること
は、各巻線が直接短絡された場合よりも回転子の
振動の制動を効果の無いものにすることを意味す
る。第６図は第３図に示した回路の第２変形例の
一部を示し、これは巻線９および１０を直接短絡
させる。

第６図では、第５図のトランジスタＴ３が２個
のＰ型電界効果トランジスタＴ４およびＴ５で置
換され、それらのドレインは電源の正端子＋へ接
続されかつソースはそれぞれトランジスタＴ１，
Ｔ２のドレインへ別々に接続される。２個のトラ
ンジスタＴ４およびＴ５のゲートＧ４およびＧ５
はORゲート３２の出力端子へ一緒に接続され
る。

このように、トランジスタＴ４およびＴ５は、
第５図のトランジスタＴ３と同様に、電流パルス
が両巻線に流されている間不導通状態にあるが、
第２の電流パルスの終りから導通する。巻線９お
よび１０は従つて直接短絡され、これによつて回
転子の振動を最大限まで制動する。

これらの変形例では、モータを作動するのに必
要なトランジスタの数は、多くても、上述した英
国特許願BG2054978Aに述べたモータ作動回路に
使用されるトランジスタの数の半分に等しい。従
つて、これは、これらの変形例さえ集積回路（装
置の全ての電子回路を関連モータと結合する）の
表面積をかなり節約することを意味する。

その上、この発明のモータの回転子は各ステツ
プ毎に完全に１回転するので、モータを作動する
のに要する電流パルスは全て同じ方向にある。こ
れは、もし回転子が何等かの理由で１ステツプ動
かないならば、すなわちもし一対の電流パルスに
応答しないならば、第２ステツプを失うことなく
接続のパルス対に反応することを意味する。たゞ
し、その際、第１ステツプを失つた原因は当然除
かれているものとする。

上述したばかりの作動回転は、持続時間が等し
い電流パルス対を発生する。その上、各パルス対
の第２のパルス始めは第１のパルスの終りに一致
する。必要ならば異なる持続時間のパルスを発生
するような仕方で作動回路を変更することができ
るのは明らかである。各パルス対の第２のパルス
が第１のパルスの終る前または後でトリガされる
ような仕方で作動回路を変更することもできる。
これらの変更は当業者の可能な範囲内にあるので
こゝでは説明しない。

モータの作動回路は、モータによつて実際に駆
動される機械的負荷の大きさに依存して電流パル
スの持続時間を制御するための回路とも結合でき
る。多くの型式のそのような制御回路があり、こ
れらは周知であるのでこゝでは説明しない。２つ
の巻線が決して同時に働かない時に、上述した制
御回路は巻線（論理回路によつて供給される諸信
号で作動されるスイツチング回路により電流が流
されない巻線）へ接続されることができる。制御
回路はこれが接続される瞬間に巻線に誘起される
電圧を簡単に使用でき、モータによつて駆動され
る機械的負荷に依存する瞬間に他巻線の電流を切
らせる。

この発明は上述して図示した実施例に制限され
ないことは明らかである。この発明の範囲から逸
脱することなく、モータの種々の部品の形態およ
び構成について多く変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のモータの平面図、第１ａ図
は第１図に示したモータの特定の実施例の部分断
面図、第２図は第１図に示したモータの種々の作
動段階を要約した図、第３図は第１図に示したモ
ータの作動回路の一例を示す回路略図、第４ａお
よび４ｂ図は第１図に示したモータの種々の作動
段階中第３図に示した作動回路中の種々の点で測
定されたような諸信号を表わす波形図、第５図は
第３図に示した作動回路の第１変形例の回路略
図、第６図は第３図に示した作動回路の第２変形
例の回路略図である。 １２ａ……回転子の回転軸、１２ｂ……磁軸、
１２……回転子の一部を形成する永久磁石、１２
ｃ……停止軸、Ｉ９……第１の電流、Ｉ１０……
第２の電流、２……第１の極片、２ａ……第１の
極面、３……第２の極片、３ａ……第２の極面、
４……第３の極片、４ａ……第３の極面、９……
第１の巻線、１０……第２の巻線、１３と１８…
…位置決め用磁石、１３ａと１８ａ……磁軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の磁極片２、第２の磁極片３および第３
   の磁極片４を有する可逆ステツピング・モータで
   あつて、前記磁極片はそれぞれ第１の磁極面２
   ａ、第２の磁極面３ａおよび第３の磁極面４ａを
   有し、これらの磁極面により実質的に円筒状の空
   間５が形成され、 さらに第１の電流に応答して前記円筒状の空間
   ５内に第１の磁界を生じさせるために前記第１の
   磁極片２および第２の磁極片３と磁気的に結合さ
   れた第１の巻線９と、 第２の電流に応答して前記円筒状の空間５内に
   第２の磁界を生じさせるために第１の磁極片２お
   よび第２の磁極片４と磁気的に結合された第２の
   巻線１０と、 前記円筒状の空間５の軸と実質的に一致する回
   転軸１２ａのまわりを回転できるように取付けら
   れた回転子とが設けられており、 さらに前記回転軸１２ａに対して実質的に垂直
   な磁軸１２ｂを有する永久磁石１２とが設けられ
   ている可逆ステツピング・モータにおいて、 他のいかなる影響もない場合に、前記回転軸１
   ２ａと垂直かつ前記第１の磁極面２ａの中央を通
   る直線１７と実質的に平行な停止軸１２ｃに沿つ
   て前記永久磁石１２の磁軸１２ｂが方向づけられ
   ている唯一の停止角度位置に前記回転子を位置決
   めするための手段が設けられており、 さらに前記磁極面２ａ，３ａ，４ａは、円筒状
   の空間５内で前記磁界が前記直線１７と平行では
   なくかつ該直線に関して実質的に対称であるよう
   な方向を有するように配置されており、 さらに前記磁界は前記停止軸１２ｃとともに、
   それぞれ第１および第２の電流の所定の方向に対
   して、前記円筒状の空間５内で該停止軸１２ｃに
   関して実質的に対称的な鈍角を形成し、 さらに前記回転子は２つの前記所定の方向を有
   し、かつ該回転子は、一方の電流は巻線の一方
   に、また他方の電流は巻線の他方に加えられるよ
   うな１対の連続的な電流パルスにより回転可能で
   あり、 さらに前記回転子の回転方向は、前記１対のパ
   ルスのうち第１のパルスが加えられる巻線により
   決定されるようにしたことを特徴とする可逆ステ
   ツピング・モータ。 ２ 回転子を位置決めするための手段は、実質的
   に回転軸１２ａおよび前記直線１７によつて定め
   られた平面内に配置されている磁軸１３ａを有す
   る第２の永久磁石１３から成る特許請求の範囲第
   １項記載のステツピング・モータ。 ３ 回転子を位置決めするための手段は、前記直
   線１７に関して第２の永久磁石１３の磁軸１３ａ
   と実質的に対称な磁軸１８ａを有する第３の永久
   磁石１８から成る、特許請求の範囲第２項記載の
   ステツピング・モータ。 ４ 前記鈍角が、約100゜と約160゜の間の値を有す
   るようにした、特許請求の範囲第１項記載のステ
   ツピング・モータ。 ５ 前記鈍角が、実質的に120゜と等しい値を有す
   るようにした、特許請求の範囲第４項記載のステ
   ツピング・モータ。