JPH052000Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、４相ステツプモータの同時に励磁
されることのない１対の励磁コイルの間にそれぞ
れ相間コンデンサを備えたステツプモータの駆動
装置に関する。

［従来技術］ 従来、この種のステツプモータの駆動装置にお
いては、同時に励磁されることのない１対の励磁
コイルの間にそれぞれ相間コンデンサが設けられ
ているものがあつた。それらの相間コンデンサ
は、一方の励磁コイルが励磁状態から非励磁状態
に切り換わる時にその励磁コイルに発生する誘導
電流を吸収することにより、ロータの振動を減少
させるものであつた。

［考案が解決しようとする問題点］ ステツプモータを駆動する電源として一次電池
または二次電池からなるバツテリを用いる場合な
どには、長時間の使用により電源電圧が低下す
る。そしてバツテリの交換直後あるいは充電直後
のように電源電圧が高い場合、励磁状態から非励
磁状態に切り換わる励磁コイルには、電源電圧に
比例した大きな誘導電流が流れる。この誘導電流
はロータを振動させるため、従来、相間コンデン
サを用いて誘導電流を吸収させることにより、ロ
ータの振動を減少させるものがあつた。しかし、
バツテリの長時間使用に伴つて電源電圧が低下し
た場合には、前記誘導電流が比較的少なくなるに
もかかわらず、相間コンデンサが非励磁状態から
励磁状態に切り換わる励磁コイルに流れる励磁電
流の立ち上りを遅らせるので、モータのステツプ
応答性が悪くなり、さらにはモータが脱調するこ
ともあつた。

また、前記誘導電流は励磁コイルに供給される
駆動信号の周波数に反比例するため、モータ速度
が遅い場合には相間コンデンサは誘導電流を吸収
するように作用する。しかし、ステツプモータの
速度が速くなるにしたがつて、誘導電流が減少す
るにもかかわらず前記励磁電流の立ち上りが相間
コンデンサにより遅れ、モータのステツプ応答性
を悪くしていた。

［考案の目的］ そこで、本考案は従来の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、電
源として使用されるバツテリの電圧が変動した場
合あるいはモータ速度の遅速が切り換えられた場
合においても、モータの脱調、振動、騒音などの
ない、また、応答性の良いステツプモータの駆動
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前述の目的を達成するために、本考案のステツ
プモータの駆動装置は、同時に励磁されることの
ない１対の励磁コイルの間にそれぞれ設けらた相
間コンデンサと、その相間コンデンサと直列に接
続され、常には閉成されたスイツチと、バツテリ
の電圧が設定レベルよりも低いことを検出し、そ
の旨を示す検出信号を出力する電圧検出器と、４
相ステツプモータの速度が所定速度よりも速いこ
とを検出し、その旨を示す検出信号を出力する速
度検出器と、電圧検出器および速度検出器に接続
され、両検出器の少なくとも一方から検出信号が
出力されたとき、スイツチを開放する制御手段と
を備えている。

［作用］ ステツプモータを駆動する電源電圧が低下ある
いはステツプモータの速度が上昇した時には、前
記励磁電流の立ち上りが遅れてステツプ応答性が
悪くなる。そこで、電圧検出器がバツテリの電圧
が設定レベルよりも低いことを検出して検出信号
を出力するか、または、速度検出器がステツプモ
ータの速度が所定速度よりも速いことを検出して
検出信号を出力すると、制御手段がスイツチを開
放する。このことにより励磁電流の立ち上りが早
くなりステツプ応答性が良くなる。

［実施例］ 以下に、本考案のステツプモータの駆動装置を
具体化した一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本実施例の駆動装置の構成を示すブロ
ツク図であり、制御部１４にはステツプモータ１
０を駆動するプログラムおよび駆動パルス発生器
が内蔵されている。その制御部１４には、外部装
置１６およびステツプモータ駆動回路１２が接続
され、制御部１４は、外部装置１６からの駆動方
向および駆動量に関する駆動指令信号に基づい
て、ステツプモータ駆動回路１２に駆動方向およ
び駆動速度に応じた駆動パルスを出力する。

制御部１４には電圧検出器２２が接続され、そ
の電圧検出器２２は、ステツプモータ１０を駆動
する電源であるバツテリ１８の電圧を検出し、そ
の電源電圧が所定の電圧より低いときに制御部１
４へ検出信号を出力する。その所定の電圧は、ス
テツプモータ１０を安定に駆動するために十分な
ステツプ応答性が得られる最低の電圧のことをい
い、予め設定されている。また、制御部１４には
速度検出器２０が接続され、その速度検出器２０
は、制御部１４から出力される駆動パルスの周波
数を検出することによりステツプモータ１０の速
度を検出し、その検出速度が所定の速度より速い
ときに制御部１４へ検出信号を出力する。その所
定の速度は、ステツプモータ１０を安定に駆動す
るために十分なステツプ応答性が得られる最高の
速度のことをいい、予め設定されている。

第２図に示すトランジスタTr１乃至Tr４を有
するステツプモータ駆動回路１２は、制御部１４
から出力された４種類の駆動パルスを順次ベース
端子３１乃至３４に入力して、トランジスタTr
１乃至Tr４をON−OFF制御することにより、
４相ステツプモータ１０の励磁コイルＡ乃至Ｄを
励磁する。その励磁コイルＡ乃至Ｄの一端側は共
通結線されるとともに電源Vccに接続され、他端
側はトランジスタTr１乃至Tr４のコレクタ端子
にそれぞれ接続されている。なお、トランジスタ
Tr１乃至Tr４のエミツタ端子は、それぞれ共通
結線されたのち接地されている。

同時に励磁されることのない１対の励磁コイル
ＡとＢおよびＣとＤの間、すなわち励磁コイルＡ
とトランジスタTr１の共通接続点および励磁コ
イルＢとトランジスタTr２の共通接続点の間、
および励磁コイルＣとトランジスタTr３の共通
接続点および励磁コイルＤとトランジスタTr４
の共通接続点の間に、それぞれ相間コンデンサ２
４ａおよび２４ｂが接続されている。その各相間
コンデンサ２４ａおよび２４ｂにはスイツチ２６
ａおよび２６ｂがそれぞれ直列に接続されてお
り、それらのスイツチ２６ａおよび２６ｂは常に
は閉成されている。また、スイツチ２６ａ，２６
ｂのそれぞれの作動手段である電磁リレー２８
は、制御部１４およびスイツチ２６ａ，２６ｂと
接続されており、制御部１４からのスイツチ開放
信号あるいは閉成信号が入力されるとスイツチ２
６ａ，２６ｂを開放あるいは閉成する。尚、前記
制御部１４と電磁リレー２８とにより、本考案の
制御手段が構成される。

ここで、スイツチ２６ａ，２６ｂが閉成されて
いる場合の相間コンデンサ２４ａ，２４ｂの作用
を第３図に示すように２−２相励磁の場合につい
て説明する。励磁状態が第３図におけるａからｂ
に切り換わる瞬間には、トランジスタTr１がON
からOFFに、トランジスタTr２がOFFからON
になるので、励磁コイルＡに流れていた励磁電流
Ｉ１は遮断され、励磁コイルＢに励磁電流Ｉ２が
流れ始める。この時、相間コンデンサ２４ａは、
励磁コイルＢ側が正電位から零電位に、励磁コイ
ルＡ側が零電位から負電位に変わる。次の瞬間、
励磁コイルＡに、励磁状態を保持するような逆起
電力が生じ、正方向に誘導電流が流れる。さらに
その次の瞬間には非励磁状態を保持するような逆
方向に誘導電流が流れ、このように誘導電流は、
正方向と逆方向とを交互に流れ、その電流量はし
だいに小さくなる。励磁コイルＢにも同様の誘導
電流が生じ、これらの誘導電流は、交流電流と同
様に正逆両方向へ交互に流れるので相間コンデン
サ２４ａを通過することができる。その相間コン
デンサ２４ａは励磁コイルＡ側が負電位から正電
位になるまで充電するので、その間矢印方向に誘
導電流による循環電流ｉが流れる。つまり、相間
コンデンサ２４ａが誘導電流の一部を吸収すると
ともに、励磁電流Ｉ２の一部が誘導電流に吸収さ
れるので励磁電流Ｉ２の立ち上りが遅れる。した
がつて、電源電圧が高くてかつステツプモータ１
０の速度が遅い場合には、誘導電流が多いので、
相間コンデンサ２４ａが誘導電流を吸収すること
によりその誘導電流によるロータの振動を減少さ
せる。また、相間コンデンサ２４ｂは、相間コン
デンサ２４ａと同様の作用をする。

以上の構成によりなるステツプモータの駆動装
置の動作について説明する。

第４図はステツプモータ駆動サブルーチンであ
り、制御部１４に外部装置１６から駆動指令信号
が供給されると、制御部１４内のプログラムに従
つてステツプモータ駆動サブルーチンに移る。ま
ず、ステツプS1では、電圧検出器２２が電源で
あるバツテリ１８の電圧を検出する。ステツプ
S2において、その電源電圧が前記所定の電圧よ
り高い場合にはステツプS3に移り、電源電圧が
所定の電圧より低い場合には、電圧検出器２２が
制御部１４に検出信号を出力してステツプS6に
移る。そのステツプS6では、制御部１４から電
磁リレー２８へスイツチ開放信号が送られ、電磁
リレー２８がスイツチ２６ａおよび２６ｂを開放
してステツプS7に移る。また、ステツプS3では、
速度検出器２０がステツプモータ１０の速度を検
出する。ステツプS4において、その検出速度が
前記所定の速度より速い場合には、速度検出器２
０が制御部１４に検出信号を出力して前記ステツ
プS6に移り、検出速度が所定の速度より遅い場
合にはステツプS5に移る。ステツプS5では、制
御部１４から電磁リレー２８へスイツチ閉成信号
が送られ、電磁リレー２８がスイツチ２６ａおよ
び２６ｂを閉成してステツプS7に移る。ステツ
プS7では、ステツプモータ１０を指示された方
向へ指示された速度で所定のステツプ量だけ回転
され、ステツプS8に移る。ステツプS8において、
ステツプモータ１０の駆動を継続する場合にはス
テツプS1に戻り、ステツプモータ１０の駆動を
停止する場合にはメインルーチンに戻り、制御部
１４に外部装置１６から次の駆動指令信号が入力
されるまで待機する。

以上の動作により、電源であるバツテリ１８の
電圧が所定の電圧以上でかつステツプモータ１０
の速度が所定の速度以下の場合には、スイツチ２
６ａ，２６ｂを閉成させるので相間コンデンサ２
４ａ，２６ｂが前記誘導電流を吸収してロータの
振動を減少させることができる。また、バツテリ
１８の電圧が所定の電圧以下かあるいはステツプ
モータの速度が所定の速度以上の場合には、スイ
ツチ２６ａ，２６ｂを開放させるので相間コンデ
ンサ２４ａ，２４ｂによる励磁電流の立ち上りの
遅れを除きステツプ応答性を良くすることができ
る。

なお、本考案は以上詳述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変更を加えることができる。

［考案の効果］ 以上詳述したことから明らかなように本考案の
ステツプモータの駆動装置によれば、同時に励磁
されることのない１対の励磁コイルの間にそれぞ
れ設けられた相間コンデンサと直列に接続された
スイツチを設け、そのスイツチを制御することに
より、ステツプモータを駆動する電源となるバツ
テリの電圧が変動した場合あるいはモータ速度の
遅速が切り換えられた場合においても、ステツプ
応答性を良くすることができ、また、脱調、振
動、騒音などを少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を具体化したステツプモータ
の駆動装置の構成を示すブロツク図、第２図はス
テツプモータおよびその駆動回路を示す回路図、
第３図はステツプモータの２−２相励磁における
タイムチヤート、第４図はステツプモータ駆動サ
ブルーチンである。 １０……ステツプモータ、１２……ステツプモ
ータ駆動回路、１４……制御部、１８……バツテ
リ、２０……速度検出器、２２……電圧検出器、
２４ａ，２４ｂ……相間コンデンサ、２６ａ，２
６ｂ……スイツチ、２８……電磁リレー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ４相ステツプモータ１０をバツテリ１８にて駆
   動するための駆動装置において、 その駆動装置は、同時に励磁されることのない
   １対の励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間にそれぞれ
   設けられた相間コンデンサ２４ａ，２４ｂと、 その相間コンデンサ２４ａ，２４ｂと直列に接
   続され、常には閉成されたスイツチ２６ａ，２６
   ｂと、 前記バツテリ１８の電圧が設定レベルよりも低
   いことを検出し、その旨を示す検出信号を出力す
   る電圧検出器２２と、 前記４相ステツプモータ１０の速度が所定速度
   よりも速いことを検出し、その旨を示す検出信号
   を出力する速度検出器２０と、 前記電圧検出器２２および速度検出器２０に接
   続され、両検出器の少なくとも一方から検出信号
   が出力されたとき、前記スイツチ２６ａ，２６ｂ
   を開放する制御手段１４，２８と を備えたことを特徴とするステツプモータの駆動
   装置。