JPH0537678Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はステツピングモータ駆動回路、特に
マイクロステツプ駆動用回路の改良に関するもの
である。

〔従来の技術〕

この考案はステツピングモータ駆動用の回路に
関するものであり、従来のステツピングモータの
マイクロステツプ制御については文献「ステツピ
ング・モータの基礎と応用：総合電子出版：昭和
58年９月、第６版」の52頁以降に説明があるが、
ステツピングモータは、各相巻き線に順次にかつ
循環的に電流（多くの場合パルス波形の電流）を
流すことにより同一回転方向に連続回転すること
ができ、その回転数は入力電流パルス数に比例
し、その回転方向を反転するには各相巻き線に電
流を流す順序を反転しておこなう。又、各相巻き
線の電流比を変化することにより、ステツピング
モータの停止位置を変化する。この各相巻き線電
流の変化は各相巻き線ごとに接続されている巻き
線駆動用増幅回路でマイクロステツプ制御電圧の
波形をアナログ的に変化させて行う。

第３図は従来のマイクロステツプ駆動用回路の
構成を示す回路図で、１１はステツピングモータ
の巻き線、１６はステツピングモータの駆動回路
であり、１６Ａ〜１６Ｄの演算増幅器から構成さ
れる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のステツピングモータ駆動回
路では、ステツピングモータの巻き線数と等しい
数の増幅回路が必要となり、かつその増幅回路は
巻き線電流のアナログ制御ができるような演算増
幅器であることが必要で、このような増幅器は高
価なため装置全体を安価にできない等の問題点が
あつた。

この考案は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、高価な増幅器の使用個数を最小限
にしたステツピングモータ駆動回路を得ることを
目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案では、ステツピングモータの各相巻き
線の電流比を変化してマイクロステツプ制御を行
う場合に、ステツピングモータの各相巻き線に流
す電流の総和が常に一定になるように制御するこ
とにし、この総和の電流を流す定電流回路に直列
に接続した差動増幅器の各回路に各相巻き線電流
を流し、この差動増幅器の一方の回路の電流だけ
を制御することにより、他方の回路の電流も自動
的に制御されるようにした。

〔作用〕

この考案では、差動増幅器の一方の回路の電流
を制御するための回路にだけ演算増幅器を用いれ
ば足りるので、装置を安価に構成することができ
る。

〔考案の実施例〕

以下、この考案の実施例を図について説明す
る。第１図はこの考案に係るステツピングモータ
駆動回路を磁気デイスク装置のヘツド位置決め機
構に実施した場合を示す斜視図であり、図におい
て１は磁気円板、２は磁気ヘツド、３は磁気円板
１を駆動するスピンドルモータ、４は磁気ヘツド
２の位置決め機構、５はラツク・ピニオン歯車、
６はステツピングモータ、７はステツピングモー
タ６の回転ロータ、８は磁気ヘツド２の信号を増
幅するヘツド増幅器、９はステツピングモータ６
を駆動するステツピングモータ駆動増幅器、１０
は磁気円板１上のトラツクであつて、対向する磁
気ヘツド２により磁気記録再生動作がなされる。

次に、第１図に示す装置の動作について説明す
る。磁気ヘツド２は位置決め機構４によりトラツ
ク１０上に正確に位置決めされる。即ち、現在磁
気ヘツド２が対向しているトラツク１０の番号が
判つており、次に磁気ヘツド２を対向させるべき
トラツク１０の番号が与えられると、ステツピン
グモータ６の各相巻き線にどのような順序でパル
ス電流を何本入力すればよいかが定められるの
で、増幅器９からその定められた順序で各相巻き
線に入力すればよい。ステツピングモータ６のロ
ータ７は入力されたパルスの本数に対応する回転
数だけ回転しラツクピニオン歯車５により回転運
動を直線運動に変換し位置決め機構４を駆動して
位置決めを行う。ただし、このような位置決めで
は磁気ヘツド２が所望のトラツク１０に正確には
対向せずオフトラツクと称せられる誤差が残るこ
とが多い。この誤差は一般的にはサーボトラツク
と称する誤差検出用のトラツクが記録されている
磁気デイスクの面から磁気ヘツドによつて検出さ
れ、この誤差に従つて位置補正が行われる。この
位置補正は増幅器９からステツピングモータ６の
各相巻き線に流す電流の電流比を調節することに
よりおこなう。

第２図は、この考案によるステツピングモータ
駆動回路の構成を示す回路であり、図において１
１はステツピングモータの巻き線で、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの４個の巻き線からなる場合を示す。１２
は巻き線選択回路であつて入力信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄにより各々対応する巻き線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを選
択する。１４は第１巻き線群の電流流出点、１５
は第２巻き線群の電流流出点、１６は第１アナロ
グ駆動回路、１７は第２アナログ駆動回路、１８
は共通エミツタ抵抗１０３により構成された定電
流回路であり、又、第１アナログ駆動回路１６の
出力は第１巻き線群の電流流出点１４に接続さ
れ、第２アナログ駆動回路１７の出力は第２巻き
線群の電流流出点１５に接続れている。又、第１
アナログ駆動回路１６と第２アナログ駆動回路１
７とは共通エミツタ抵抗１０３の存在のために差
動的に動作するので第１巻き線群１４の電流I₁と
第２巻き線群１５の電流I₂との間には式 I₁＋I₂＝一定 （第１式） の関係が成立する。

１９は第１アナログ駆動回路を構成する増幅
器、１０１はその制御トランジスタであり、２０
は第２アナログ駆動回路を構成する定電圧源、１
０２はその制御トランジスタである。２１はマイ
クロステツプ制御電圧であり増幅器１９に印加さ
れる。巻き線１１は４相巻き線（２相巻き線と見
てもよい）で、ＡとＣ、ＢとＤ、とがそれぞれ一
対の巻き線を構成し、ＡとＣとは互いに反対方向
に巻かれ、ＢとＤとは互いに反対方向に巻かれ、
ACの方向とBDの方向は互いに直角であり、従
つてＡとＣとには同時に電流が流されることはな
く、ＢとＤとには同時に電流が流されることはな
い。そしてこの考案ではステツピングモータのマ
イクロステツプ制御を行うときには各相巻き線に
流れる電流の総和が常に一定になるような制御を
おこなう。これが第１式に示されている。

次に、第２図に示す回路の動作について説明す
る。マイクロステツプ制御電圧２１が増加する
と、第１巻き線群の電流I₁は減少し、第２巻き線
群の電流は第１式の関係を保ちつつ増加する。

２２はデイジタル動作切り替え信号であつて、
この信号が論理「Ｈ」になるとトランジスタ２３
及び２４が導通状態となり、共通エミツタ抵抗１
０３は短絡されて定電流回路１８は働かず、また
マイクロステツプ制御電圧２１を強制的に論理
「Ｌ」にするので、第１アナログ駆動回路１６は
導通状態となる。さらに定電流回路１８の機能が
なくなるので第２アナログ駆動回路１７も導通状
態となる。そしてステツピングモータの巻き線１
１を流れる電流は電源電圧と巻き線抵抗等により
決まる値となり、アナログ駆動回路１６，１７の
影響は受けない（以上の動作をデイジタル動作と
呼ぶ）。この状態において入力信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄによりステツピングモータ６を所望の回転数だ
け回転させる。例えば信号ａを加え巻き線１１Ａ
だけに電流を流してステツピングモータ６のロー
タ７を巻き線１１Ａに相当する方向に動かし、次
に信号ａを停止し信号ｂを加え巻き線１１Ｂだけ
に電流を流してロータ７を巻き線１１Ａに相当す
る方向から90°回転して巻き線１１Ｂに相当する
方向に動かし、次に信号ｂを停止し信号ｃを加え
巻き線１１ｃだけに電流を流してロータ７を更に
90°だけ回転させ、次に信号ｃを停止し信号ｄを
加え巻き線１１Ｄだけに電流を流してロータ７を
更に90°だけ回転させ、次には信号ｄを停止し再
び信号ａを加えるという方法でステツピングモー
タ６を所望の回転数だけ回転させる。このような
制御によつて磁気ヘツド２をほぼ所望のトラツク
１０上におくことができる。

一方、微細な位置補正に移るときはデイジタル
動作切り替え信号２２の論理を「Ｌ」にする。デ
イジタル動作切り替え信号２２が論理Ｌの場合に
はトランジスタ２３及び２４は遮断状態になるの
で定電流回路１８は動作し増幅器１９はマイクロ
ステツプ制御電圧２１に比例した電流を第１巻き
線群に流し、第２巻き線群には第１式で定められ
る電流を流す。

次に、第１アナログ駆動回路１６の動作につい
て詳述する。図においてV₂は第１アナログ駆動
回路１６の出力電圧、R_fは上記V₂、即ち第１巻
き線群の電流流出端１４の電圧を増幅器１９に負
性帰還する目的の帰還抵抗である。ここで増幅器
１９を構成する回路抵抗をR₁，R₂及びR₃とし、
増幅器１９の出力をV₃、演算増幅器１０４の増
幅度を無限大、その入力インピーダンスを無限大
とすれば、 V₂R₁／R₁＋R_f＝V₁＋（V₃＋V₁）R₂／R₂＋R₃ V₂＝−KV₃ の関係が得られる。

ここでV₁は演算増幅器１０４の入力電圧、Ｋ
は制御トランジスタ１０１による利得である。こ
こで Ｋ＞＞R₂／R₂＋R₃・R₁＋R_f／R₁ となるようにＫを選ばば、第１アナログ駆動回路
１６の利得は、 V₂／V₁≒R₃／R₁＋R₃・R₁＋R_f／R₁ となり、Ｋには無関係な値となる。即ち、利得は
回路を構成する能動素子の利得の変化には無関係
に一定となる。

〔考案の効果〕

この考案は以上説明したとおりステツピングモ
ータの各相巻き線群に２対のアナログ駆動回路を
接続し、そのうちの一方は演算増幅器を含んだ構
成とし、他の一方は簡単な定電圧回路を含むよう
に構成したので安価で信頼性の高いステツピング
モータ駆動回路を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るステツピングモータ駆
動回路を磁気デイスク装置のヘツド位置決め機構
に実施した場合の一実施例を示す斜視図、第２図
はこの考案によるステツピングモータ駆動回路の
一実施例を示す回路図、第３図は従来のマイクロ
ステツプ駆動用回路の構成を示す回路図である。 ９はステツピングモータ駆動増幅器、１１はス
テツピングモータの巻き線、１２は巻き線選択回
路、１６は第１アナログ駆動回路、１７は第２ア
ナログ駆動回路、１９は制御用増幅器、２０は定
電圧電源、１０１は第１の制御トランジスタ、１
０２は第２の制御用トランジスタ、１０３は共通
エミツタ抵抗、１０４は演算増幅器である。なお
各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ステツピングモータの各相巻き線に順次に、
   かつ循環的に電流を流して該ステツピングモー
   タを所望の回転方向に連続回転せしめる駆動手
   段と、上記ステツピングモータの各相巻き線に
   流れる電流の大きさを調節することによつて該
   ステツピングモータを任意の角度で停止せしめ
   る駆動手段とを有するステツピングモータ駆動
   回路において、 上記ステツピングモータの各相巻き線の電流
   流入端を並列にして電源の正極性端子に接続し
   た状態でどの巻き線に電流を流すかを選択する
   巻き線選択回路、 上記各巻き線のうち互いに反対方向に巻かれ
   ていて上記巻き線選択回路の選択により同時に
   電流が流されることのない一対の巻き線の電流
   流出端を互いに並列に接続して構成した第１巻
   き線群の電流流出点と、第２巻き線群の電流流
   出点、 上記第１巻き線群の電流流出点にそのコレク
   タが接続される第１の制御トランジスタ、 上記第２巻き線群の電流流出点にそのコレク
   タが接続される第２の制御トランジスタ、 上記第１の制御トランジスタ及び第２の制御
   トランジスタのエミツタを互いに接続した接続
   点と上記電源の負極性端子（接地）との間に接
   続される共通エミツタ抵抗、 上記第１の制御トランジスタのベースに制御
   電圧を加えるよう接続される制御用増幅器、 上記第２の制御トランジスタのベースに一定
   電圧を加えるよう接続される定電圧源、 上記共通エミツタ抵抗により上記第１及び第
   ２の制御トランジスタが定電流の差動増幅器と
   して動作するよう接続するか、上記共通エミツ
   タ抵抗を短絡し上記第１及び第２の制御トラン
   ジスタに飽和電流を流すよう接続するかの切り
   替えを行う切り替え回路、 を備えたことを特徴とするステツピングモータ
   駆動回路。 (2) 制御用増幅器は磁気デイスク装置のトラツキ
   ング誤差を修正するための信号電圧を入力信号
   とすることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のステツピングモータ駆動回路。 (3) 制御用増幅器は第１の制御トランジスタの出
   力電圧を負帰還する負帰還回路を備えたことを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   のステツピングモータ駆動回路。