JPH04261395A

JPH04261395A - モータ駆動装置

Info

Publication number: JPH04261395A
Application number: JP93691A
Authority: JP
Inventors: Akira Iguma; 猪熊　晶
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-09-17

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータを駆
動するモータ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、４相ステッピングモータの構造
とその制御を示す説明図で、図において、φ１，φ２，
φ３，φ４は、それぞれ第１，第２，第３，第４の界磁
巻き線であり、符号５１，５２，５３は列を、符号Ｌ５
０〜Ｌ５７は行を示す。また、白抜き矢印はモータの角
度、黒の矢印は磁界の方向を示す。

【０００３】列５１は、１相励磁の制御を示し、行Ｌ５
０ではφ１だけを励磁し、黒の矢印の方向に磁界を発生
し、モータの角度は磁界の方向に一致していることを示
す。励磁する巻き線をＬ５２−Ｌ５４−Ｌ５６のように
変化させることにより、モータの方向は９０°ずつ変化
する。

【０００４】列５２は、２相励磁の制御を示し、行Ｌ５
１ではφ１，φ２を同時に励磁するので、磁界の方向は
φ１，φ２の合成方向となり、モータの方向はこれに一
致する。行Ｌ５３ではφ２，φ３を同時に励磁し、モー
タの方向は行Ｌ５１に示す状態から９０°変化する。

【０００５】列５３は、１−２相励磁の制御を示し、１
相制御と２相制御とを交互に行い、モータの角度を４５
°ずつ変化させる。普通の制御では、列５２に示す２相
制御と列５３に示す１−２相制御を切り替えて行う。ま
た、図５ではモータがＣＷ方向へ回転する場合を示すが
、行の順序を逆にするとモータはＣＣＷ方向へ回転する
。

【０００６】従来のモータ駆動装置では、図５に示す各
界磁巻き線への励磁の切り替えを計算機によるプログラ
ム制御で行っている。然しながら、ステッピングモータ
をファクシミリやプリンタに使用する場合に各ラインの
開始点においてモータを同一状態に制御する必要がある
が、ステッピングモータには図５に示すように、４ステ
ップまたは８ステップの状態があり、したがって、前の
ラインの起点においてモータがどのステップにあったか
を記憶しておき、次のラインの起点においてモータをこ
のステップから駆動しないと正確な駆動はできない。

【０００７】そして、このような制御をプログラム制御
で行うことは非常に難しく、また、モータに入力するパ
ルスのパルス周期はモータの動特性に応じて適当に決定
しなければならないが、プログラム制御の場合は割り込
み等の原因から入力パルスのパルス周期を一定に保つこ
とが困難になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のモータ駆動装置はプログラム制御を行って
いるため、上述のような色々な問題があり、プログラム
の開発に手間と時間がかかり、且つ、出力パルスの周期
監視を必要とし、割り込み等が原因となって各ステップ
の時間間隔が大きく変化するような場合、機械的な振動
が発生し、これが機構系の振動と共振して騒音を発する
等の点にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、シフトレジス
タとドライバ回路とクロック発生器からなるハードウェ
アで構成したことを最も主要な特徴とする。従って、計
算機への負荷を軽減させながらステッピングモータの駆
動制御に適した制御を実現した。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図、
図２は図１に示すシフトレジスタの接続を示すブロック
図である。これらの図において、図５と同一符号は同一
又は相当部分を示し、１は第１のシフトレジスタ、２は
第２のシフトレジスタ、３はドライバ回路、４はステッ
ピングモータ、５はクロック発生器、６はカウンタ、７
はフリップフロップ、８，９および３０，３１，３２は
それぞれゲート、３３，３４，３５，３６，３７，３８
はそれぞれ外部から入力される制御信号である。

【００１１】シフトレジスタ１，２は、共にプリセット
可能で右シフト，左シフト可能な４ビットのシフトレジ
スタであり、それぞれフリップフロップ１１，１２，１
３，１４，ゲート１５、フリップフロップ２１，２２，
２３，２４，ゲート２５からなる。

【００１２】１１Ｑ，１２Ｑ，１３Ｑ，１４Ｑは、それ
ぞれ第１のシフトレジスタの第１，２，３，４の各ビッ
トの出力を示し、２１Ｑ，２２Ｑ，２３Ｑ，２４Ｑは、
それぞれ第２のシフトレジスタの第１，２，３，４の各
ビットの出力を示す。

【００１３】図２に示すように、右シフトの場合は１１
Ｑはゲート回路１５を介し１２の入力に、１２Ｑは１３
の入力に、１３Ｑは１４の入力に接続され、１４Ｑは第
２のシフトレジスタ２の端子２ＳＲを経て２１の入力と
なり、第２のシフトレジスタ２の２４Ｑは第１のシフト
レジスタ１の端子１ＳＲを経て１１の入力となる。

【００１４】左シフトの場合は１４Ｑは１３の、１３Ｑ
は１２の、１２Ｑは１１の入力となり、１１Ｑは２４の
、２４Ｑは２３の、２３Ｑは２２の、２２Ｑは２１の、
２１Ｑは１４のそれぞれ入力となる。

【００１５】そして、１１ＱはＤＲ１を介してφ１を、
１３ＱはＤＲ２を介してφ２を、２１ＱはＤＲ３を介し
てφ３を、２３ＱはＤＲ４を介してφ４を制御する。

【００１６】初期設定においては、１１Ｄ，１２Ｄ，１
３Ｄ，１４Ｄ，２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ，２４Ｄの論理
が、それぞれ１１，１２，１３，１４、２１，２２，２
３，２４の各ビットに設定される。１１Ｄ，１２Ｄ，１
３Ｄにはすべて論理「１」が、２１Ｄ，２２Ｄ，２３Ｄ
，２４Ｄにはすべて論理「０」が接続される。また、１
４Ｄには信号ＥＸＣＨＧ３８が接続される。

【００１７】図３は２相励磁の場合のシフトレジスタ１
および２のビットパターンの変化を示す。この場合に信
号ＥＸＣＨＧ３８の論理は「１」であり、初期状態では
ｔ０のビットパターンがプリセットされ、１１Ｑ，１３
Ｑによりφ１，φ２が励磁され、以下、１クロックごと
にｔ１，ｔ２，・・・に示すように変化し、図５の列５
２に示す制御が行われる。なお、シフト方向を反対にす
ればモータは逆方向に回転する。

【００１８】図４は、１−２相励磁の場合のシフトレジ
スタ１および２のビットパターンの変化を示す。この場
合、信号ＥＸＣＨＧ３８の論理は「０」であり、初期状
態ではｔ０のビットパターン「１１１０」「００００」
がプリセットされ、１１Ｑ，１３Ｑによりφ１，φ２が
励磁さる。

【００１９】ｔ１ではビットパターンが「０１１１」「
００００」となり、１３Ｑによってφ２が励磁され、以
下、図５の列５３に示す制御が行われる。また、図３の
場合も図４の場合も、シフトレジスタ１，２を右シフト
から左シフトに変更すればモータをＣＣＷ方向に回転さ
せることができる。

【００２０】クロック発生器５の発生するクロックパル
スの周波数とそのデューティ比を制御する手段（図示せ
ず）が備えられており、モータの動特性によってクロッ
クパルスの最高周波数は限定されるので、その限定内に
周波数を設定する。

【００２１】信号ＨＢＳＹ３６の論理が「０」の間クロ
ック発生器５の出力は阻止されており、信号ＰＳ１−３
３を「０」−「１」−「０」と変化すると、これがゲー
ト８を経て１本のパルスとしてシフトレジスタ１，２に
入力され、シフトレジスタ１，２には図３または図４の
ｔ０に示すビットパターンがプリセットされる。

【００２２】信号ＳＴ３７によりフリップフロップ７を
セットし、同時にカウンタ６に所定数値をプリセットす
る。フリップフロップ６がセットされるとクロック発生
器５からクロックパルスが出力され、シフトレジスタ１
，２を循環シフトする。

【００２３】このクロックパルスはカウンタ６でダウン
カウントされ、カウンタ６の計数値が０となったときキ
ャリパルスが出力してフリップフロップ７をリセットし
てクロック発生器５の出力を阻止する。

【００２４】このようにして、ステッピングモータ４に
はカウンタ６にプリセットされた数のパルスだけを１回
分として供給することができる。また、信号ＭＢＳＹ３
６の論理を「１」としておけば、クロック発生器５から
連続してクロックパルスを出力させることができる。

【００２５】図１に示す回路では外部から入力すべき制
御信号は小数の簡単な信号となり、ドライバ回路３を制
御する信号はシフトレジスタ１，２から得られることに
なる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のモータ駆動
装置は、主要部分をハードウェア化でき、手間および時
間のかかるプログラム開発を避けることができ、制御用
計算機の負荷を軽減させることができる利点がある。な
お、システム全体を考慮すれば、従来のモータ駆動装置
ではモータ駆動専用にマイコン等が必要であったため、
本発明の装置が特にコストアップにつながるようなこと
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１のシフトレジスタの接続を示すブロック図
ある。

【図３】２相励磁の場合のシフトレジスタのビットパタ
ーンを示す説明図である。

【図４】１−２相励磁の場合のシフトレジスタのビット
パターンを示す説明図である。

【図５】４相ステッピグモータの構造とその制御を示す
説明図である。

【符号の説明】

１　　第１のシフトレジスタ２　　第２のシフトレジスタ３　　ドライバ回路４　　４相ステッピングモータ５　　クロック発生器６　　カウンタ７　　フリップフロップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　第１の界磁巻き線と、この第１の界磁
巻き線が形成する磁界に直角な方向の磁界を形成する第
２の界磁巻き線と、上記第１の界磁巻き線が形成する磁
界に反対方向の磁界を形成する第３の界磁巻き線と、こ
の第２の界磁巻き線が形成する磁界に反対方向の磁界を
形成する第４の界磁巻き線とを有するステッピングモー
タの回転を制御するモータ駆動装置において、プリセッ
トが可能であり、外部からの制御によって右方向シフト
と左方向シフトの切り替えが可能な４ビットのシフトレ
ジスタの各ビットを左端のビットから順に第１，第２，
第３，第４のビットとし、２個のシフトレジスタを連結
して８ビットの循環シフトレジスタを構成し、右方向シ
フトの接続では第１のシフトレジスタの第４ビットの出
力を第２のシフトレジスタの第１ビットの入力とし、第
２のシフトレジスタの第４ビットの出力を第１のシフト
レジスタの第１ビットの入力とし、左方向シフトの接続
では第１のシフトレジスタの第１ビットの出力を第２の
シフトレジスタの第４ビットの入力とし、第２のシフト
レジスタの第１ビットの出力を第１のシフトレジスタの
第４ビットの入力とする手段、上記第１のシフトレジス
タの第１ビットの論理によって上記第１の界磁巻き線の
通電を制御し、上記第１のシフトレジスタの第３ビット
の論理によって上記第２の界磁巻き線の通電を制御し、
上記第２のシフトレジスタの第１ビットの論理によって
上記第３の界磁巻き線の通電を制御し、上記第２のシフ
トレジスタの第３ビットの論理によって上記第４の界磁
巻き線の通電をそれぞれ制御する手段、初期化の時点に
おいて、上記第１のシフトレジスタの第１，第２，第３
ビットには論理「１」を、上記第２のシフトレジスタの
第１，第２，第３，第４ビットには論理「０」をセット
し、上記第１のシフトレジスタの第４ビットには２相励
磁の場合は論理「１」を、１−２相励磁の場合は論理「
０」をセットする手段、上記８ビットの循環シフトレジ
スタにシフトクロックを供給する周波数可変のクロック
発生器、このクロック発生器を制御する手段、を備えた
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】　　クロック発生器を制御する手段は、ク
ロックパルスを計数するカウンタと、このカウンタの計
数値が予め設定した値に達したとき上記クロックパルス
の出力を停止する手段とを備えたことを特徴とする請求
項１のモータ駆動装置。