JPH056440B2 - - Google Patents
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- JPH056440B2 JPH056440B2 JP63290551A JP29055188A JPH056440B2 JP H056440 B2 JPH056440 B2 JP H056440B2 JP 63290551 A JP63290551 A JP 63290551A JP 29055188 A JP29055188 A JP 29055188A JP H056440 B2 JPH056440 B2 JP H056440B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- magnetic pole
- rotor
- main magnetic
- poles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、両回転ステツプモータの駆動方法
に関する。
に関する。
〔従来の技術〕
従来、２つの主磁極と１つの副磁極を有するス
テータに２つのコイルを磁気的に結合させて、そ
れぞれのコイルに別個に駆動パルスを印加して、
ステツプモータを両方向に回転させる駆動方法が
知られていた。また、２つのコイルを有するステ
ツプモータの一方のコイルに駆動パルスを印加し
ている間に、他方のコイルに、駆動パルス印加中
に電圧の極性の反転する駆動パルスを印加する駆
動方法が知られていた。例えば、特開昭54−8815
号公報及び特開昭56−15163号公報などにこのよ
うな構造が開示されている。
テータに２つのコイルを磁気的に結合させて、そ
れぞれのコイルに別個に駆動パルスを印加して、
ステツプモータを両方向に回転させる駆動方法が
知られていた。また、２つのコイルを有するステ
ツプモータの一方のコイルに駆動パルスを印加し
ている間に、他方のコイルに、駆動パルス印加中
に電圧の極性の反転する駆動パルスを印加する駆
動方法が知られていた。例えば、特開昭54−8815
号公報及び特開昭56−15163号公報などにこのよ
うな構造が開示されている。
しかし、従来の両回転ステツプモータの駆動方
法においては、ロータの極数を多極としなければ
ならず、２極にできなかつたり、２つのコイルの
仕様を正確に合わせなければ動作が安定しないと
いう課題があつた。
法においては、ロータの極数を多極としなければ
ならず、２極にできなかつたり、２つのコイルの
仕様を正確に合わせなければ動作が安定しないと
いう課題があつた。
そこで、この発明の目的は、従来のこのような
課題を解決するため、２極ステツプモータにおい
て、２つのコイルの仕様を正確に合わせなくても
安定して両回転の可能な、小型で量産性の良いス
テツプモータを得ることである。
課題を解決するため、２極ステツプモータにおい
て、２つのコイルの仕様を正確に合わせなくても
安定して両回転の可能な、小型で量産性の良いス
テツプモータを得ることである。
以下に、この発明の実施例を図面に基ずいて説
明する。
明する。
第１図は本発明によるステツプモータの模式図
である。ロータ４は円筒形磁石であり径方向に２
極に着磁されている。ステータは主磁極１，２副
磁極３からなり、副磁極３のロータ対向角ａは主
磁極１および２のロータ対向角より小さい。
である。ロータ４は円筒形磁石であり径方向に２
極に着磁されている。ステータは主磁極１，２副
磁極３からなり、副磁極３のロータ対向角ａは主
磁極１および２のロータ対向角より小さい。
コイルは５と６の２つあり、コイル５は主磁極
２と副磁極３に、コイル６は主磁極１と副磁極３
にそれぞれ磁気的に接続されている。２つのコイ
ル５，６の巻線両端７，８，９，１０は全て駆動
回路に接続される。
２と副磁極３に、コイル６は主磁極１と副磁極３
にそれぞれ磁気的に接続されている。２つのコイ
ル５，６の巻線両端７，８，９，１０は全て駆動
回路に接続される。
第２図は非駆動時におけるロータ４の回転角θ
とポテンシヤルエネルギを示すグラフである。仮
に副磁極３が無く、主磁極１，２がそれぞれ180゜
のロータ対向角を有していた場合には破線１１で
示した様なほぼ正弦波形状を有したポテンシヤル
エネルギ曲線となる。副磁極３がある場合にはロ
ータ回転角90゜と270゜にあるポテンシヤルエネル
ギのピーク値を下げる様に働く。しかし副磁極３
のロータに対する磁力の強さを適当に設計する事
により実線１２の様な正弦波形状を大きく乱さな
いポテンシヤルエネルギ曲線を得る事が可能であ
る。ロータ４の安定位置は、この様なポテンシヤ
ルエネルギ曲線の場合、約90゜と270゜である。
とポテンシヤルエネルギを示すグラフである。仮
に副磁極３が無く、主磁極１，２がそれぞれ180゜
のロータ対向角を有していた場合には破線１１で
示した様なほぼ正弦波形状を有したポテンシヤル
エネルギ曲線となる。副磁極３がある場合にはロ
ータ回転角90゜と270゜にあるポテンシヤルエネル
ギのピーク値を下げる様に働く。しかし副磁極３
のロータに対する磁力の強さを適当に設計する事
により実線１２の様な正弦波形状を大きく乱さな
いポテンシヤルエネルギ曲線を得る事が可能であ
る。ロータ４の安定位置は、この様なポテンシヤ
ルエネルギ曲線の場合、約90゜と270゜である。
次に第３図、第４図ａ，ｂ，ｃ、第５図ａ，
ｂ，ｃ，ｄにより本発明による両回転ステツプモ
ータの駆動法を説明する。
ｂ，ｃ，ｄにより本発明による両回転ステツプモ
ータの駆動法を説明する。
第３図は駆動回路の一実施例である。インバー
タ１４，１５，１６，１７は電子回路１３により
発生される駆動パルス波形を電力に変換しコイル
５，６に印加する。第４図ａはコイル５，６の端
子８，７，１０，９に印加される電圧波形の一例
であり、ｂはその場合の端子７，９を基準にした
端子８，１０の電圧波形である。以降ｂの形式で
駆動パルス波形を図示する。第４図ｂは右回転の
場合の、ｃは左回転の場合の駆動パルス波形であ
る。
タ１４，１５，１６，１７は電子回路１３により
発生される駆動パルス波形を電力に変換しコイル
５，６に印加する。第４図ａはコイル５，６の端
子８，７，１０，９に印加される電圧波形の一例
であり、ｂはその場合の端子７，９を基準にした
端子８，１０の電圧波形である。以降ｂの形式で
駆動パルス波形を図示する。第４図ｂは右回転の
場合の、ｃは左回転の場合の駆動パルス波形であ
る。
次に第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄにより動作を説明す
る。第５図ａは第４図ｂのコイル５の駆動パルス
だけが立ち上がつている前置パルス区間２４の時
点での状態である。この時点では主磁極１と副磁
極３がＳ極、主磁極２がＮ極となるのでロータ４
は右回転方向（時計回り方向）に回転をはじめ
る。第５図ｂはコイル５，６とも駆動パルスが印
加されている本駆動パルス区間２５の時点であ
る。この時点では主磁極１にＳ極、主磁極２にＮ
極が現れ、副磁極３には強い磁極は現れないので
ロータ４は更に回転を続け図のような２極ロータ
の場合１ステツプ（180゜）の回転を終了する。
る。第５図ａは第４図ｂのコイル５の駆動パルス
だけが立ち上がつている前置パルス区間２４の時
点での状態である。この時点では主磁極１と副磁
極３がＳ極、主磁極２がＮ極となるのでロータ４
は右回転方向（時計回り方向）に回転をはじめ
る。第５図ｂはコイル５，６とも駆動パルスが印
加されている本駆動パルス区間２５の時点であ
る。この時点では主磁極１にＳ極、主磁極２にＮ
極が現れ、副磁極３には強い磁極は現れないので
ロータ４は更に回転を続け図のような２極ロータ
の場合１ステツプ（180゜）の回転を終了する。
この状態から更に１ステツプ右回転させるには
第４図ｂの様に駆動パルスの極性を反転して印加
すれば良い。
第４図ｂの様に駆動パルスの極性を反転して印加
すれば良い。
第５図ｃ，ｄは左回転（反時計方向）駆動の例
である。駆動パルス波形は第４図ｃである。この
場合には前置パルス区間２６によつてコイル６が
先に励磁されロータ４は反時計方向に回転させ
る。
である。駆動パルス波形は第４図ｃである。この
場合には前置パルス区間２６によつてコイル６が
先に励磁されロータ４は反時計方向に回転させ
る。
この様に前置パルス区間による電圧をいずれか
一方のコイルに印加する事により回転方向を決定
する事ができる。
一方のコイルに印加する事により回転方向を決定
する事ができる。
第６図は駆動回路及び駆動方法を工夫した実施
例である。
例である。
特にIC内に駆動用インバータ２９，３０，３
１を構成する場合、IC内に占める駆動用インバ
ータの面積を小さくできるのでこの様な接続が有
利となる。この例ではコイル５の端子８はインバ
ータ２９にコイル６の端子９はインバータ３１
に、そしてコイル５の端子７とコイル６の端子１
０とは共にインバータ３０に接続していて共通端
子となつている。
１を構成する場合、IC内に占める駆動用インバ
ータの面積を小さくできるのでこの様な接続が有
利となる。この例ではコイル５の端子８はインバ
ータ２９にコイル６の端子９はインバータ３１
に、そしてコイル５の端子７とコイル６の端子１
０とは共にインバータ３０に接続していて共通端
子となつている。
電子回路２８の中に適当な論理回路を設ける事
によつて、コイル５，６に第４図ｂ，ｃに示した
様な右回転駆動パルス波形ならびに左回転パルス
波形を得る事ができる。第７図ａ，ｂに駆動用イ
ンバータ２９，３０，３１の出力８，９の電圧波
形と、コイル５，６に印加される駆動パルス波形
の一例を示す。
によつて、コイル５，６に第４図ｂ，ｃに示した
様な右回転駆動パルス波形ならびに左回転パルス
波形を得る事ができる。第７図ａ，ｂに駆動用イ
ンバータ２９，３０，３１の出力８，９の電圧波
形と、コイル５，６に印加される駆動パルス波形
の一例を示す。
次に駆動回路及び駆動方法の第２の実施例を示
す。
す。
第８図において電子回路４０、駆動用インバー
タ４１，４２，４５はＣ−MOSICで構成されて
いて、その中のインバータ４５だけはＰ−チヤネ
ルゲート４３とＮ−チヤネルゲート４４のゲート
入力が分離されている。従つてゲート４３とゲー
ト４４の両方ともOFFとする事により出力を高
インピーダンス状態とする事ができる。第９図は
この駆動法を示す模式図である。この例では３つ
の駆動用インバータ４１，４５，４２の出力をや
Ｈ，Ｌならびに高インピーダンス状態Ｘで表して
いる。
タ４１，４２，４５はＣ−MOSICで構成されて
いて、その中のインバータ４５だけはＰ−チヤネ
ルゲート４３とＮ−チヤネルゲート４４のゲート
入力が分離されている。従つてゲート４３とゲー
ト４４の両方ともOFFとする事により出力を高
インピーダンス状態とする事ができる。第９図は
この駆動法を示す模式図である。この例では３つ
の駆動用インバータ４１，４５，４２の出力をや
Ｈ，Ｌならびに高インピーダンス状態Ｘで表して
いる。
第９図ａでは３つの端子は全て“Ｌ”で電流は
流れない非駆動時である。次に右回転駆動を行う
場合を考えると、前置パルス区間として第９図ｂ
のように端子８を“Ｈ”、端子７，１０，９を
“Ｌ”にすると電流はコイル５のみに流れる。次
に続いて第９図ｃに示すように端子８，９をこの
ままの状態で端子７，１０を高インピーダンス状
態“Ｘ”にすることにより電流はコイル５，６を
流れ本駆動パルス区間となる。これによりロータ
が180゜右回転した後、第９図ｄ，ｅを印加すれば
更にロータは右回転を行い、連続的な右回転が可
能になる。第９図ｆ，ｇ，ｉは左回転駆動時の駆
動方法を示したものである。上記第２の実施例が
第１の実施例と異なる点は、第１の実施例が本駆
動パルス区間では両方のコイルに並列に電圧を印
加したのに対して、第２の実施例では両方のコイ
ルに直列に電圧を印加している点である。
流れない非駆動時である。次に右回転駆動を行う
場合を考えると、前置パルス区間として第９図ｂ
のように端子８を“Ｈ”、端子７，１０，９を
“Ｌ”にすると電流はコイル５のみに流れる。次
に続いて第９図ｃに示すように端子８，９をこの
ままの状態で端子７，１０を高インピーダンス状
態“Ｘ”にすることにより電流はコイル５，６を
流れ本駆動パルス区間となる。これによりロータ
が180゜右回転した後、第９図ｄ，ｅを印加すれば
更にロータは右回転を行い、連続的な右回転が可
能になる。第９図ｆ，ｇ，ｉは左回転駆動時の駆
動方法を示したものである。上記第２の実施例が
第１の実施例と異なる点は、第１の実施例が本駆
動パルス区間では両方のコイルに並列に電圧を印
加したのに対して、第２の実施例では両方のコイ
ルに直列に電圧を印加している点である。
次に第１０図に本発明による両回転ステツプモ
ータの具体的実施例を示す。
ータの具体的実施例を示す。
コイル部は高透磁率材により一体に形成された
磁心５０の２ケ所に巻線部５１，５２が設けられ
た構造である。２つの巻線部５１，５２の間に導
電パターン５４を有するリード基板５３が配置さ
れていて、これに巻線の端末が接続されている。
磁心５０の２ケ所に巻線部５１，５２が設けられ
た構造である。２つの巻線部５１，５２の間に導
電パターン５４を有するリード基板５３が配置さ
れていて、これに巻線の端末が接続されている。
ステータ部５５は一対の主磁極６０，６１と副
磁極６２が可飽和狭部５６，５７，５８によつて
接続された一体構造となつている。可飽和狭部は
モータ駆動時には磁気飽和してステータ部は磁気
的に分離した３つの磁極として機能する。
磁極６２が可飽和狭部５６，５７，５８によつて
接続された一体構造となつている。可飽和狭部は
モータ駆動時には磁気飽和してステータ部は磁気
的に分離した３つの磁極として機能する。
ロータ部は径方向に２極に着磁された永久磁石
５８と回転力を取り出すためのカナ部５９により
構成され上下に設けられたホゾ部６３，６４を軸
支される。ステータ部とコイル部は３ケ所のネジ
穴６０，６１，６２でネジ締めされる事により磁
気的に結合され、さらにネジ穴６１では駆動回路
からの端末を有するリード基板とコイルリード基
板５３が対向してネジ締めされ電気的に接続され
る。
５８と回転力を取り出すためのカナ部５９により
構成され上下に設けられたホゾ部６３，６４を軸
支される。ステータ部とコイル部は３ケ所のネジ
穴６０，６１，６２でネジ締めされる事により磁
気的に結合され、さらにネジ穴６１では駆動回路
からの端末を有するリード基板とコイルリード基
板５３が対向してネジ締めされ電気的に接続され
る。
この様な両回転ステツプモータの製造技術は、
電子時計用ステツプモータによつて確立されてい
て、磁石材にサマリウムコバルトを用い、また磁
心、ステータにパーマロイ材を用いて、ロータ径
１〜２mm、モータの平面形状１cm×５mm、厚さ２
mm程度の大きさで容易に大量生産可能である。
電子時計用ステツプモータによつて確立されてい
て、磁石材にサマリウムコバルトを用い、また磁
心、ステータにパーマロイ材を用いて、ロータ径
１〜２mm、モータの平面形状１cm×５mm、厚さ２
mm程度の大きさで容易に大量生産可能である。
この発明は、以上説明したように、一対の主磁
極と１つの副磁極を有するステツプモータの、２
つのコイルを並列又は直列に接続して、一方のコ
イルに駆動パルスを印加し、この駆動パルスによ
り発生する磁束と同方向となるように、他方のコ
イルに所定時間遅れて駆動パルスを印加するよう
にしたので、以下に記載する効果を有する。
極と１つの副磁極を有するステツプモータの、２
つのコイルを並列又は直列に接続して、一方のコ
イルに駆動パルスを印加し、この駆動パルスによ
り発生する磁束と同方向となるように、他方のコ
イルに所定時間遅れて駆動パルスを印加するよう
にしたので、以下に記載する効果を有する。
多極のロータを用いなくても、２極のロータ
により、ステツプモータの両回転が実現でき
る。
により、ステツプモータの両回転が実現でき
る。
２つのコイルの仕様の合わせ込みの精度は厳
しくなく、量産性が良い。
しくなく、量産性が良い。
小型の両回転ステツプモータが得られる。
第１図は本発明による両回転ステツプモータの
模式図、第２図はロータ回転角とボテンシヤルエ
ネルギの関係を示すグラフ、第３図は駆動回路の
一例、第４図ａ，ｂ，ｃはコイルの端子電圧波形
と駆動電圧波形の一例、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは
両回転ステツプモータの動作説明図、第６図、第
７図ａ，ｂは他の駆動回路の例とコイルの端子電
圧波形と駆動電圧波形の一例、第８図、第９図ａ
からｉは更に他の駆動回路の一例と駆動方法の説
明図、第１０図は両回転ステツプモータの具体的
実施例である。 １，２……主磁極、３……副磁極、４……ロー
タ、５，６……コイル、１３，２８，４０……電
子回路、１４，１５，１６，１７，２９，３０，
３１，４１，４２，４５……駆動用インバータ、
２４，２６……前置パルス区間、２５，２７……
本駆動パルス区間、５０……磁心、５１，５２…
…巻線部、５６，５７，５８……可飽和狭部、５
８……ロータ、６０，６１……主磁極、６２……
副磁極。
模式図、第２図はロータ回転角とボテンシヤルエ
ネルギの関係を示すグラフ、第３図は駆動回路の
一例、第４図ａ，ｂ，ｃはコイルの端子電圧波形
と駆動電圧波形の一例、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄは
両回転ステツプモータの動作説明図、第６図、第
７図ａ，ｂは他の駆動回路の例とコイルの端子電
圧波形と駆動電圧波形の一例、第８図、第９図ａ
からｉは更に他の駆動回路の一例と駆動方法の説
明図、第１０図は両回転ステツプモータの具体的
実施例である。 １，２……主磁極、３……副磁極、４……ロー
タ、５，６……コイル、１３，２８，４０……電
子回路、１４，１５，１６，１７，２９，３０，
３１，４１，４２，４５……駆動用インバータ、
２４，２６……前置パルス区間、２５，２７……
本駆動パルス区間、５０……磁心、５１，５２…
…巻線部、５６，５７，５８……可飽和狭部、５
８……ロータ、６０，６１……主磁極、６２……
副磁極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 径方向に２極に磁化されたロータと、 前記ロータを介して対向して設けられた一対の
主磁極と、 前記ロータに対する磁力の強さが前記主磁極の
磁力の強さよりも小さく、かつ、前記主磁極に対
して略直角に設けられた副磁極と、 前記主磁極の１つ及び前記副磁極に磁気的に結
合する第一のコイルと、 前記主磁極の他の１つ及び前記副磁極に磁気的
に結合する第二のコイルと、から成るステツプモ
ータを、 前記第一のコイルと前記第二のコイルを並列に
接続して、 前記第一のコイル又は前記第二のコイルのいず
れか一方のコイルに駆動パルスを印加し、 前記駆動パルスを印加している間に、前記駆動
パルスにより前記コイルに発生する磁束と同一方
向の磁束が発生するように、前記駆動パルスの印
加開始時よりも所定の時間遅れて他方のコイルに
駆動パルスを印加することを特徴とする両回転ス
テツプモータの駆動方法。 ２ 径方向に２極に磁化されたロータと、 前記ロータを介して対向して設けられた一対の
主磁極と、 前記ロータに対する磁力の強さが前記主磁極の
磁力の強さよりも小さく、かつ、前記主磁極に対
して略直角に設けられた副磁極と、 前記主磁極の１つ及び前記副磁極に磁気的に結
合する第一のコイルと、 前記主磁極の他の１つ及び前記副磁極に磁気的
に結合する第二のコイルと、から成るステツプモ
ータを、 前記第一のコイルと前記第二のコイルを直列に
接続して、 前記第一のコイル又は前記第二のコイルのいず
れか一方のコイルに駆動パルスを印加し、 前記駆動パルスを印加している間に、前記駆動
パルスにより前記コイルに発生する磁束と同一方
向の磁束が発生するように、前記駆動パルスの印
加開始時よりも所定の時間遅れて他方のコイルに
駆動パルスを印加することを特徴とする両回転ス
テツプモータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055188A JPH01157294A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 両回転ステップモータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29055188A JPH01157294A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 両回転ステップモータの駆動方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4100481A Division JPS57156662A (en) | 1981-03-20 | 1981-03-20 | Super-miniaturized two-way rotation stepping motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01157294A JPH01157294A (ja) | 1989-06-20 |
| JPH056440B2 true JPH056440B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=17757496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29055188A Granted JPH01157294A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 両回転ステップモータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01157294A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9537435B2 (en) | 2013-09-20 | 2017-01-03 | Casio Computer Co., Ltd. | Stepping motor and timepiece provided with stepping motor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4658648B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2011-03-23 | シチズンホールディングス株式会社 | 正逆回転用ステップモーター |
| JP7460511B2 (ja) * | 2020-12-11 | 2024-04-02 | シチズン時計株式会社 | ステップモータ駆動装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822938B2 (ja) * | 1977-06-21 | 1983-05-12 | 株式会社精工舎 | 可逆回転モ−タ |
| CH625646A5 (en) * | 1979-07-06 | 1981-09-30 | Ebauches Sa | Electromagnetic motor with two directions of rotation |
-
1988
- 1988-11-17 JP JP29055188A patent/JPH01157294A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9537435B2 (en) | 2013-09-20 | 2017-01-03 | Casio Computer Co., Ltd. | Stepping motor and timepiece provided with stepping motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01157294A (ja) | 1989-06-20 |
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