JPS6186811A

JPS6186811A - 停止位置可変ステツプ送りアクチユエ−タ装置

Info

Publication number: JPS6186811A
Application number: JP20715484A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Notohara; 保夫能登原; Hiroshi Hayashida; 林田　弘; Kunio Miyashita; 邦夫宮下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1986-05-02

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】〔発明の利用分野〕本発明は、停止位置可変ステップ送りアクチュエータ装
置に係り、ステップ的に、任意に位置を移動することが
できるとともに、小形で高精度な停止位置可変ステップ
送りアクチュエータ装置に関するものである。

〔発明の背景〕

最近の情報産業の発展は、目覚しいものがある。

特に、　ＯＡ　（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕヒｏｍａｔ、１ｏ
ｎ）機器は、省力化、省資源のニーズに対応して急速な
進展がみられる。

たとえば、フロッピディスク（ＦＤＤ）のヘッドを駆動
するアクチュエータ装置も、ＦＤＤの高密度化にともな
う、トラック間隔の減少、停止精度の向上が必須となっ
ている。

従来、前記のヘッド駆動用の高精度化に対応するにはス
テップモータの鉄心の歯数を増加させなければならない
。

しかし、このようにすると、歯のピッチが小になって加
工が難しくなり、ピッチにたいする精度も悪くなる。

また、歯のピッチが小になると、トルク発生および、ト
ルクの傾斜に関係するりラグタンス変化が小になるため
、発生トルクも小になる欠点がある。

これにたいし、最近、コイル可動形のアクチュエータな
どを用い、ＦＤＤのディスク面にフィードバック用の信
号を記録し、この信号によりサーボを制御する方式も発
表されているが、ディスクの方式にたいし互換性がなく
、汎用６勺なアクチュエータ装置になり難い欠点があっ
た。

なお、この種の装置として関連するものには、たとえば
特公昭５１−１８９５７号公報記載のものが挙げられる
。

〔発明の目的〕

本発明は、小形で高精度なステップ送りを可能とした停
止位置可変ステップ送りアクチュエータ装置の提供を、
その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明の停止位置可変ステップ送りアクチュエータ装置
に係る第１の発明の構成は、固定部と可動部とよりなる
アクチュエータと、その可動部と対向させて、各相の出
力を発生するセンサとを設けるようにしたものにおいて
、そのセンサとして２相の出力Ａ、Ｂを発生するセンサ
を設けるようにし、そのセンサ出力Ａ、Ｂに係る信号ａ
、ｂと。

前記センサ出力Ａ、Ｂを基にした逆変換信号ｅ。

ｂとを処理する信号処理回路と、位置指令に基づき前記
の各信号ａｔ　ｂ、ａ、ｂの中の１つを順次選択して電
流指令を発生する電流指令回路と、電流指令に基づきア
クチュエータの電流を制御する電流制御回路と、位置指
令に基づき、上記センサ出力を基にしたある信号のバイ
アスを可変し、補正した信号を発生して、任意の位置で
停止可能とする停止位置可変回路とを具備せしめて構成
したものである。

また、同様の第２の発明の構成は、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の８力を発生するセンサとを設けるようにしたものに
おいて、そのセンサとしてｎ相（ｎ≧３）の出力を発生
するセンサを設けるようにし１位置指令に基づき前記の
ｎ個の各信号の中の１つを順次選択して電流指令を発生
する電流指令回路と、電流指令に基づきアクチュエータ
の電流を制御する電流制御回路と、位置指令に基づき、
上記センサ出力を基にしたある信号のバイアスを可変し
、補正した信号を発生して、任意の位置で停止可能とす
る停止位置可変回路とを具備せしめて構成したものであ
る。

さらに詳述すると、次のとおりである。

本発明に係るものは、ステップモータの歯に相当する動
作を、センサおよび制御回路とで達成するようにし、か
つ、停止位置を、任意に可変できるようにしたものであ
る。

すなわち、センサが、ステップモータのステップ数に対
応した数の出力を発生する、たとえば、２相の出力Ａ、
Ｂを発生するセンサ（たとえば、１．８’ステツプモー
タにたいしては、３６ｏ／１．８Ｘ１／４＝５０パルス
／回転の２相センサ）を、アクチュエータの可動部に対
向して設け、このセンサの２相の出力Ａ、Ｂに係る信号
ａ、ｂと、同出力Ａ、Ｂの逆変換信号ａ、ｂとの中から
、その１つを指令パルスに同期して順次切換えていくよ
うにしたものである。

そして、次いで、この選択されたセンサ出力信号のバイ
アスを可変にして、その信号に対応して。

アクチュエータの巻線電流を制御するようにしたもので
ある。

ステップ動作は、センサ信号を基準にするため、アクチ
ュエータのトルク発生機構は、ステップモータのように
歯を必要とせず、上記センサと制御回路とが、ステップ
モータの歯の作用をｉ＜行するものである。

以上の考えに基づく、停止位置可変ステップ送りアクチ
ュエータ装置の基本構成を示すものが第１図のブロック
図である。

図で、ＩＡはアクチュエータの固定部、２Ａはアクチュ
エータの可動部、３Ａは、アクチュエータの可動部２Ａ
に対向して設置した。９０度位相の異なる２相の出力Ａ
、Ｂを発生するセンサである。

６Ａは、前記のセンサ３Ａの２相の出力Ａ、　Ｂを基に
、信号ａ、ｂ、その逆変換信号ａ、ｂを作る信号処理回
路、７Ａは指令発生回路である。

５Ａは、指令発生回路７Ａからの指令θ２゜θ、（なお
、指令θ、は、ステップ数に係るパルス列、同θ、は、
移動方向の指令である。）に基づき、信号処理回路６Ａ
からの各信号ａ、ｂ、ａ。

ｂの中から１つのみ順次選択し、それを基に電流指令信
号ｉｃを発生させる電流指令回路である。

８Ａは、前記の電流指令信号ｉｃのバイアスを可変し、
補正電流指令信号ｉｃｅを発生させる停止位置可変回路
である。

また１前後したが、４Ａは、前記の補正電流指令信号＋
ｃｏに基づき、アクチュエータの固定部１、　Ａあるい
は可動部２Ａのコイル電流ｉを制御する電流制御回路で
ある。

以上の構成によれば、センサ３Ａの２相の出力Ａ、Ｂに
よる信号ａ、ｂ、逆変換信号ａ、ｂにより、アクチュエ
ータの電流の方向および大きさが決まることになる。

第２図は、その各信号ａｔ　ｂｙ　ａｔ　ｂの位相関係
をあわせて示す、センサ出力と基本動作の関係説明図で
あり、同図のａ　（ｉ、　Ａ）　、　ａ　（ｉ、　Ａ）
、ｂ　（ｉｌＢ）ｆｂ　（ｉｌＢ）は、それぞれ信号ａ
、ａ、ｂ、ｂの位相関係を示すと同時に、各信号ａ、ａ
、ｂ、ｂに基づくアクチュエータのコイル電流ｉの位相
を示すものである。

この第２図で、正の方向の電流は、右方向の力を発生し
、負の方向の電流は、逆に左方向の力を発生するとすれ
ば１点ａ１の左側の位置（イ）の領域では、必ず右方向
に移動し、点ａ１の右側の位相（ロ）の領域では、必ず
左方向に移動して、点ａ、のどころで停止する。

また、図の点ａ２の左側の位置（ハ）の領域では、右方
向に移動し、同様な考えにより点ａ２で停止する。

すなわち、センサ３Ａの出力Ａに基づく信号ａのときは
点ａ、ｌ　ａ２１・・・・・・が安定点で、必ずこの位
置に停止する。

同様に、逆変換信号ａにだいし点ａＩ、信号すにたいし
点ｂｌ、逆変換信号すにたいし点す、が安定点である。

この図から、アクチュエータを右方向に動かすときは、
図示一点鎖線矢印のように、信号をａ→ｂ−＋ａ→ｂ−
＋ａのごとく切換えるものであり、逆に、左方向に動か
すときは、図示破線矢印のように、ａ＋ｂ−＋ａ−＋ｂ
→ａのごとく切換えるものである。

すなわち、いま、信号ａに基づくとき、可動部２Ａが点
ａ、の位置にあるとすると、次に信号すに移ると、電流
指令信号ｉｃが点ａ１の零から同ｉｌｌ＋に増加する。

これにより、可動部２Ａは、右方向に移動し、点す、で
停止する。

次に、逆変換信号ａに移ると、電流指令信号ｉｅは、点
ｂ１の零から再び同ｉ、に増加し、可動部２Ａは、右方
向に移動し、点ａ１で停止する。

この動作を繰り返すことにより、右方向に、ａ、→ｂ、
→ａ、→ｂ、→ａ１の順に、何ステップでも移動させる
ことができるものである。

また、左方向も同様である。

第３図は、センサ出力に係る、ある１相の波形を示し、
センサ出力とバイアスの関係説明図であり、これが同時
に、アクチュエータのコイル電流ｉの波形を示すもので
ある。

この第３図で、正の方向の電流は、右方向の力を発生し
、負の方向の電流は、逆に左方向の力を発生するとすれ
ば、零レベルがＡＬの場合は、点ａの左側の位置（イ）
の領域では、必ず右方向に移動し１点ａの右側の位置（
ロ）の領域では、必ず左方向に移動して、ａ点で停止す
る。

また、バイアスが加わり、零レベルがＢＬに変化した場
合は、点すの左側の位置（ハ）の領域では、必ず右方向
に移動し、点すの右側の位置（ニ）の領域では、必ず左
方向に移動して、ｂ点で停止する。

さらにまた、バイアスが加わり、零レベルがＣＬに変化
した場合は、点Ｃの左側の位置（ホ）の領域では、必ず
右方向に移動し、点Ｃの右側の位Ｉｆ（へ）の領域では
、必ず左方向に移動して、０点で停止する。

すなわち、センサ３Ａの出力に基づく信号の零点を変化
させることにより、安定点が、点ａｔ　ｂ＋Ｃ２・・・
・・・のように変化し、必ず、その位置で停止する。

このように、センサ３Ａの出力に基づく信号にバイアス
を加え、零点を変化させ、第２図の説明同様に信号を切
換えることにより、任意の位置で停止可能なステップ送
りができるものである。

したがって、アクチュエータは、その電流の方向により
、力の方向が変るものであればよく、電磁機械は大体含
まれる。たとえば１回転機では直流モータ、リニアアク
チュエータではボイスコイルなどである。

また、センサは、回転機の場合はロータリイエンコーダ
、リニアアクチュエータの場合はリニアエンコーダなど
がある。

上述した第２図から分かるように、停止可能点は、１サ
イクルで、ａ、　Ｉ　　ｌ　ｌ　ｂ、　ｌ　ｂ、の４点
あり、それらの停止精度は、センサ精度に依存すること
は明白である。

また、停止点の負荷にたいする蟇蕃＃央亭中嗜誤差を小
にするため、センサ波形を三角波に整形してもよいもの
である。

さらに、センサ出力は、三相の出力Ａ、Ｂ、Ｃに係る３
相のものを含めたｎ相（ｎ≧３）のものでもよい。

〔発明の実施例〕

本発明に係る停止位置可変ステップ送すアクチュエータ
装置の各実施例を、各回を参照して説明する。

まず、第４図は、本発明の一実施例に係る停止位置可変
ステップ送りアクチュエータ装置の略示構成図、第５図
、第６図および第７図は、その動作を説明するタイムチ
ャート図である。

しかして、本実施例に係るものは、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の出力を発生するセンサを設けるようにしたものにお
いて、そのセンサとして２相の出力Ａ、Ｂを発生するセ
ンサを設けるようにし、そのセンサ出力Ａ、Ｂに係る信
号ａ、ｂと。

前記センサ出力Ａ、Ｂを基にした逆変換信号ａ。

ｂとを処理する信号処理回路と、位置指令に基づき前記
の各信号ａ、ｂ、ａ、ｂの中の１つを順次選択して電流
指令を発生する電流指令回路と、その電流指令のバイア
スを可変し補正電流指令を発生する停止位置可変回路と
、その補正電流指令に基づきアクチュエータの電流を制
御する電流制御回路とを具備せしめて構成するようにし
たものである。

すなわち、第４図において、１１はコイル可動形のリニ
アアクチュエータで、固定部１１１の内面に、永久磁石
１１２および磁極片１１６を有するものである。

そして、これらの中間の空隙に、コイル１１５を配設し
、そのコイル電流と磁束とにより、推力を発生させるも
のである。

そして、前記コイル１１５に直結した可動部１１３は、
すベリ軸受１１４により支承されており、左右に動くこ
とができるものである。

しかして、前記の可動部１１３の位置を検出するために
、センサ３が、可動部１１３と対向して配設されている
ものである。

このセンサ３は、磁気抵抗効果素子であり、可動部１１
３に塗布した磁性塗料１１７の磁極の磁界の増減により
位置を測定することができるものである。

しかして、本構成におけるリニアアクチュエータ１１の
可動部１１３は、コイル１１５に正および負の電流を流
すことにより、左右にリニアな動きをすることができる
ものであり、このリニアな動きに対して、センサ３は、
９０度位相の異なる２相の出力Ａ、Ｂを発生する。

６は、センサ３の２相の出力Ａ、Ｂを基に、アナログイ
ンバータ６１，６２により、さきに述べた信号ａ、ｂ、
逆良換信号ａ、ｂを作り、これらの各信号ａ、ｂ、ａ、
ｂを出力する信号処理回路である。

７は指令発生回路、５は、指令発生回路７からの指令に
基づき、信号処理回路６からの信号ａ。

ｂ、ａ、ｂの中から１つのみを選択し、それを基に電流
指令信号ｉｃを発生する電流指令回路、８は、指令発生
回路７からの指令に基づき、電流指令回路５からの信号
１０のバイアスを可変し、補正電流指令信号ＩＣ６を発
生する停止位置可変回路である。

この電流指令回路５は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ５２と
アナログマルチプレクサ５１とより構成されるものであ
り、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ５２は、指令発生回路７か
らのステップ送り数を指令するパルス列信号に係るパル
ス列の指令θ、と移動方向の指令θ、により、ＵＰカウ
ントあるいはＤＯＷＮカウントをし、アドレス信号Ｄ０
．Ｄ。

を発生するものである。

また、アナログマルチプレクサ５１は、アドレス信号Ｄ
０．Ｄ、に基づき、図示の４個のスイッチの１個のみを
閉路するものであり、たとえば、アドレス信号り、、Ｄ
、により、電流指令信号ｉ　ｃは、信号１１−＊　ｂ４
　Ｂ　−）　１）のように切り換わるものである。

４は、コイル１１５の電流を制御する電流制御回路であ
る。

すなわち、２１は直流電源、２３〜２６は、Ｈ型に接続
したトランジスタであり、そのトランジスタ２３．２６
をＯＮ、あるいは同２４．２５をＯＮすることによって
コイル電流の方向を、また、それらの通電率によりコイ
ル電流の大きさを制御するものであり、２２は、コイル
電流を検出する電流検出器である。

そして、８は、電流指令信号ｉＣと、停止位置信号ｋｃ
Ｉとを増幅器８１で演算させ、補正電流指令ｉ。。を発
生する停止位置可変回路である。

また、８２−１は、位置指令θ。に基づき、停止位置信
号ｔｃ＋　を発生する停止位置信号発生回路である。

９は、補正電流指令信号ｔｃｏとコイル電流検出値ｉ、
とを比較し、トランジスタ２３〜２６群の点弧信号を作
るプリドライブ回路である。

このプリドライブ回路９の中では、補正電流指令信号ｔ
ｃｏとコイル電流検出値ｉ、とが増幅器３２で演算され
、この出力Ｓ。が３角波発生回路１０よりの３角波Ｓｔ
と、比較器２９で付き合わされる。

３角波発生回路ｌＯは、２個の増幅器３０゜３１から構
成され、コンデンサ３５の充放電により３角波を発生す
る。

この３角波信号Ｓｔと増幅器３２の出力Ｓ。との付き合
せにより、デユティ出力Ｓｄが得られる。

このデユティ出力Ｓ、に係る信号がアンド回路２７．２
８の入力となるものであり、このアンド回路２７．２８
の他の一方の入力は、電流指令信号Ｉ　ＣＯをコンパレ
ータ３４により、正方向か負方向かの方向を判定し、こ
れをアンド回路２７に入力し、アンド回路２８にはＮＯ
Ｔ回路３３を通して入力している。

したがって、正方向のときはトランジスタ２３゜２６が
、逆方向のときはトランジスタ２５．２４がＯＮするよ
うになっている。

以上の構成により、指令発生回路７の指令に追従して、
リニアアクチュエータ１１は、ステップ送りができるも
のである。

これを、第５図、６図、７図のタイムチャートにより、
より詳細に説明する。

第５図で、θ２．θ１は、前述のように、指令発生回路
７の指令で、θ、は、ステップ送り数を指令するパルス
列の指令、θ、は移動方向の指令で、図示の１は右方向
、零は左方向である。

また、Ｓは、電流指令回路５で選択された信号名、ｉｃ
ｏは、電流指令回路５の出力ｉｃと、停止位置信号ＩＣ
Ｉとで演算された補正電流指令信号であり、プリドライ
ブ回路９および電流制御回路４の動作速度が十分に速い
とすると、コイル電流検出値ｉ、も上記の出力に係るｉ
ｃｏに、はぼ等しくなる。■は、リニアアクチュエータ
１１の可動部１１３の速度、Ｘは、可動部１１３の位置
を示すものである。

すなわち、時間１０〜ｔ１では、センサ３からのＡ相出
力に係る信号ａが選択されて、信号ａの安定点で停止し
ている。

次に、時間ｔ１で、パルス列の指令θ２に係るパルス信
号Ｐ１が入ると、センサ３よりの出力Ｂに係る信号すが
選択されて、電流指令信号ｉｃが正の値になり、コイル
電流が、それに追従して流れ始め、可動部１１３が動き
出すものである。

次に、時間ｔ２〜ｔ４でパルス信号Ｐ２〜Ｐ４が入力さ
れると、センサ３は、各信号ａ、ｂ、ａの順に選択され
ていき、可動部１１３が図示のＸのように動くものであ
る。

次に１時間ｔ４〜ｔ６で、ある一定の時間がたつと、可
動部１１３は停止する。このとき、可動部１１３は４ス
テツプ右へ進んだことになる。

次に１時間ｔ４〜ｔ５の中間で、移動方向の指令θ、が
Ｏになり、時間１Ｓでパルス信号Ｐ５が入ると、センサ
３は、信号ａからｂが選択され、補正電流指令信号ｉｃ
ｏが負になり、コイル電流も逆になって、可動部１１３
も左方向へ動き出すものである。

次いで、時間ｔ＠Ｉｔ７でパルス信号ＰｉｉＴＰヮが入
ると、センサ３は、信号ａ、ｂが順次選択され１時間ｔ
７後の、ある時間経過したのちに停止する。

この結果、３ステツプ左方向へ移動した点で停止する。

次に、第６，７図により停止位置の変化について説明す
る。

この第６図の（イ）に示すＳは、電流指令回路５で選択
された信号名であり、その縦の実線、鎖線は、次に述べ
る同図（ロ）の実、ｌ線に対応するものである。

（ｉｌ　Ａ）ｌ　ｂ　（ｉｌ　Ｂ）＃　ｂ　（ｉｔ　Ｂ
）は、それぞれ、信号ａｔ　ａｌ　ｂ、ｂの位相関係を
示すと同時に、各信号ａｔ　ａｔ　ｈｔ　ｂに基づくア
クチュエータのコイル電流ｉの位相を示すものである。

また、第６図の（ハ）に示すＸは、可動部１１３の位置
を示すものである。

図示の実線ＡＬの零レベルのようにバイアスを設定する
と、実線矢印のように、同図（イ）のｂ→ａ−＊　））
　−＋　ａ−ｅ　ｌ）のごとく切換えられ、可動部１１
３は１点ａｌｔａ２１・・・・・・のような停止点で、
ステップ的に移動する。

また１図示のｆ亘線ＢＬのレベルのようにバイアにｂ−
＋ａ−＋ｂ−＋ａ→ｂのごとく切換えられ、可動部１１
３は、点ａｌｌａ２１・・・・・・よりも前方の点ｂｌ
ｌｂ２ｔ・・・・・・のような停止点で、ステップ的に
移動する。

第６図の（ハ）は、そのステップ移行の過程を示すもの
である。

これにより、第７図の（ロ）のように、バイアスを各相
変えて、図示実線矢印のように、同図（イ）のｂ−＋ａ
−＋ｂ−＋ａ−＋ｂのごとく切換えると。

可動部１１３は９点ｃｌ　ｔ　Ｃ２Ｐ・・・・・・のよ
うな停止点で、ステップ的に移動する。すなわち、同図
（ハ）のごとく移動することができるものである。

すなわち、従来は、ステップピッチは固定であったが、
本実施例によれば、バイアスを任意に変化させることに
より、可動部１１３を、任意の位置で停止させることが
できるようになるものである。

なお、本実施例では、停止位置可変回路８を、電流指令
回路５の後においたものについて説明したが、停止位置
可変回路８は、信号処理回路６の前または後においた。

いずれの場合も、本発明の考え方は有効に適用できるも
のである。

次に、信号処理回路の後に停止位置可変回路を接続した
場合について説明する。

すなわち、第８図は、本発明の他の実施例に係る停止位
置可変ステップ送りアクチュエータ装置の略示構成図で
ある。

しかして、本実施例に係るものは、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の出力を発生するセンサを設けるようにしたものにお
いて、そのセンサとして２相の出力Ａ、Ｂを発生するセ
ンサを設けるようにし、そのセンサ出力Ａ、Ｂに係る信
号ａ、ｂと、前記センサ出力Ａ、Ｂを基にした逆変換信
号ａ。

ｂとを処理する信号処理回路と、前記の各信号ａ。

ｂ、ａ、ｂのバイアスを可変し、補正信号ａ′。

）、ｊ　、　ａ／　、　ｂ／　を発生する停止位置可変
回路と、位置指令に基づき前記の各信号ａ′、ｂ′、ａ
′。

ｂ′の中の１つを順次選択して電流指令を発生する電流
指令回路と、その電流指令に基づきアクチュエータの電
流を制御する電流制御回路とを具備せしめて、構成する
ようにしたものであり、さきの実施例と異なるところは
、停止位置可変回路８−１を、信号処理回路６の後に接
続したものである。

図において、さきの実施例に係る第４図と同一符号は、
同等のものを示し、８−１は停止位置可変回路、８１−
１〜８１−４は、停止位置信号１０゜、〜ｉｃｏ＋によ
り、センサ信号を基にした信号ａ、ｂ、ａ、ｂにバイア
スを加え、補正信号ａ　’　、　ｂ　’　、　　ａ／　
、　ｂ　／　を作る増幅器である。

また、８２−２は、位置指令θ。に基づき、停止位置信
号ＩＣＯ／　　′。。を発生する停止位置〜！　　〒信号発生回路である。

すなわち１本実施例に係るもののように、第８図に示す
ごとく、停止位置可変回路８−１を、信号処理回路６の
後に接続しても、さきの実施例同様の停止位置可変のス
テップ送りが可能となるものであり、同等の効果を奏す
るものである。

しかして、上記の各実施例では、２相のセンサを例にあ
げて説明してきたが、センサの分解能を上げるために多
相にした場合も、本発明の考え方は有効に適用できるも
のである。

次に、その多相センサの場合について説明する。

すなわち、第９図は、本発明の他の実施例に係る停止位
置可変ステップ送りアクチュエータ装置の略示構成図、
第１０図は、その各信号の位相関係をあわせて示す、セ
ンサ出力と基本動作の関係説明図、第１１図は、停止位
置可変ステップ送りアクチュエータ装置の動作を説明す
るタイムチャート図である。

しかして、本実施例に係るものは、固定部と可動部とよ
りなるアクチュエータと、その可動部と対向させて、各
相の出力を発生するセンサを設けるようにしたものにお
いて、そのセンサとしてｎ相（ｎ≧３）の出力を発生す
るセンサを設けるようにし、その各センサ出力に係るｎ
個の信号と、前記各センサ出力を基にしたｎ個の各逆変
換信号とを処理する信号処理回路と、位置指令に基づき
前記の２ｎ個の信号の中の１つを順次選択して電流指令
を発生する電流指令回路と、その電流指令のバイアスを
可変し補正電流指令を発生する停止位置可変回路と、そ
の補正電流指令に基づきアクチュエータの電流を制御す
る電流制御回路とを具備せしめて構成したものであり、
ｎ＝３．すなわち３相に係るものである。

第９図において、さきの実施例に係る第４図と同一符号
は、同等のものを示し、３−１は３相のセンサ、５−１
は電流指令回路、５１−１はアナログマルチプレクサ、
６−１は信号処理回路、６１〜６３はアナログインバー
タである。

すなわち、本実施例に係るものは、第９．１０゜１１図
に示すごとく、多相に係るＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各１２０
度毎離れた３相センサの場合である。

３相センサの場合、センサ３−１の出力Ａ、Ｂ。

Ｃに係る３相の信号ａ、ｂ、ｃを使うとともに、センサ
３−１の各出力Ａ、Ｂ、Ｃの反転信号に係る逆変換信号
ａ、ｂ、ｃを同時に使うと、６０度毎に停止位置可変の
ステップ送りが可能となるものである。

そして、第１０図で、点ａ、、ｂ、、ｃ、がＡ相に対応
する信号ａｌ　ｂ、Ｃの安定点である。

６０度毎のステップ送りは、第１０図の実線矢印で示す
ように、ａ−＋ｃ→ｂ−＋ａ→Ｃ→ｂ→ａの順に切り換
えることにより行うことができるものである。

しかして、本実施例においては、各３相の各信号Ｂ、ｂ
ｇ　Ｃ）＆Ｈｂｒ　ｃを同時に使うようにしたものであ
るが、この３相センサの場合、その出力Ａ、Ｂ、Ｃに係
る信号ａ、ｂ、ｃのみを使うことにより、１２０度毎の
停止位置可変なステップ送りを行うことができる停止位
置可変ステップ送りアクチュエータ装置とすることがで
きるものである。

すなわち、この場合は、第９図の信号処理回路６−１を
設けず、またアナログマルチプレクサ５１−１における
６個のスイッチを、信号ａ、ｂ。

Ｃに係る３個のスイッチだけの構成とすることにより、
１２０度毎の停止位置可変のステップ送りのものとする
ことができるものである。

次に、第１１図により停止位置の変化について説明する
。

この第１１図のＳは、電流指令回路５−１で選択された
信号名であり、その縦の実線は、次に述べる同図（ロ）
の実線に対応するものである。

ｅ　（Ｃ）　、　ａ　　（Ａ）　、　ｂ　（Ｂ）　、ｃ
　　（Ｃ）は、各信号ａｌ　ｂｇ　Ｃｅ　ａｓ　ｂｅ　
ｃの位相関係を示すと同時に、各信号ａｔ　ｂｌ　ｃ、
ａ、ｂ、　ｃに基づくアクチュエータのコイル電流ｉの
位相を示すものである。

また第１１図の（ハ）に示すＸは、可動部１１３の位置
を示すものである。

とく切換えると、可動部１１３は、点ａｌｌａ２１・・
・・・・のような停止点で、ステップ的に移動すること
ができる。

すなわち、さぎの実施例と同様に、バイアスを任意に変
化させることにより、可動部１１３を、任意の位置で停
止させることができるようになる。

しかして、これらにおいて、その多相を、３相以上の多
相とした場合においても、その構成を同態様に変更構成
して、同様の効果を所期しうるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、停止位置可変ステップ送りができるア
クチュエータ装置を鉄心等に歯を設けることなく、セン
サおよび制御回路により実現できるものである。このた
め、高精度なセンサを使用し、バイアスを可変すること
により、任意位置で停止でき、また極微細ステップ長の
アクチュエータ装置が実現可能なものである。

また、トルク発生機構として、直流機あるいはボイスコ
イル等の一般的なものが使用でき、小形化、高効率化が
達成できる。

さらに、センサのピッチを変えることにより、ステップ
数を変えることができ、アクチュエータ装置としての量
産性、汎用性が大幅に向上できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る停止位置可変ステップ送りアク
チュエータ装置の基本構成を示すブロック図、第２図は
、その各信号の位相関係をあわせて示す、センサ出力と
基本動作の関係説明図、第３図は、センサ出力に係る、
ある１相の波形を示し、センサ出力とバイアスの関係説
明図、第４図は、本発明の一実施例に係る停止位置可変
ステップ送りアクチュエータ装置の略示構成図、第５゜
６．７図は、その動作を説明するタイムチャート図、第
８図は、本発明の他の実施例に係るものの略示構成図、
第９図は、本発明のさらに他の実施例に係るものの略示
構成図、第１０図は、その各信号の位相関係をあわせて
示す、センサ出力と基本動作の関係説明図、第１１図は
、その動作を説明するタイムチャート図である。３．３−１・・・センサ、４・・・電流制御回路、５，
５−１・・・電流指令回路、６．６−１・・・信号処理
回路、７・・・指令発生回路、８．８−１・・・停止位
置可変回路、９・・・プリドライブ回路、１０・・・３
角波発生回路、１１・・・コイル可動形リニアアクチュ
エータ、１１１・・・固定部、１１２・・・永久磁石、
１１３・・・可動部、１１４・・・すべり軸受、１１５
・・・コイル、１１６・・・磁極片、１１７・・・磁性
塗料、２１・・・直流電源、２２・・・電流検出器、２
３〜２６・・・トランジスタ、２７．２８・・・アンド
回路、２９・・・比較器、３０〜３２，８１．８１−１
〜８１−４・・・増幅器。３３・・・ＮＯＴ回路、３４・・・コンパレータ、３５
・・・コンデンサ、５１．５１−１・・・アナログマル
チプレクサ、遭造シ謔斗５２・・・ＵＰ／ＤＯＷＮカウ
ンタ、６１〜６３・・・アナログインバータ、８２−１
゜８２−２・・・停止位置信号発生回路。代理人　弁理士　福田幸作゛−身（ほか１名）パ・・−−゛早１図手２図帛Ｓ図牽６区不″１図千８図第９図壓１１図

Claims

【特許請求の範囲】１、固定部と可動部とよりなるアクチュエータと、その
可動部と対向させて、各相の出力を発生するセンサとを
設けるようにしたものにおいて、そのセンサとして２相
の出力Ａ、Ｂを発生するセンサを設けるようにし、その
センサ出力Ａ、Ｂに係る信号ａ、ｂと、前記センサ出力
Ａ、Ｂを基にした逆変換信号ａ、ｂとを処理する信号処
理回路と、位置指令に基づき前記の各信号ａ、ｂ、＠ａ
＠、＠ｂ＠の中の１つを順次選択して電流指令を発生す
る電流指令回路と、電流指令に基づきアクチュエータの
電流を制御する電流制御回路と、位置指令に基づき、上
記センサ出力を基にしたある信号のバイアスを可変し、
補正した信号を発生して、任意の位置で停止可能とする
停止位置可変回路とを具備せしめて構成したことを特徴
とする停止位置可変ステップ送りアクチュエータ装置。２、固定部と可動部とよりなるアクチュエータと、その
可動部と対向させて、各相の出力を発生するセンサとを
設けるようにしたものにおいて、そのセンサとしてｎ相
（ｎ≧３）の出力を発生するセンサを設けるようにし、
位置指令に基づき前記のｎ個の各信号の中の１つを順次
選択して電流指令を発生する電流指令回路と、電流指令
に基づきアクチュエータの電流を制御する電流制御回路
と、位置指令に基づき、上記センサ出力を基にしたある
信号のバイアスを可変し、補正した信号を発生して、任
意の位置で停止可能とする停止位置可変回路とを具備せ
しめて構成したことを特徴とする停止位置可変ステップ
送りアクチュエータ装置。３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、ｎ相（
ｎ≧３）の出力を発生する各センサ出力に係るｎ個の信
号と、前記各センサを基にしたｎ個の各逆変換信号とを
処理する信号処理回路と、位置指令に基づき前記の２ｎ
個の信号の中の１つを順次選択して電流指令を発生する
電流指令回路と、電流指令に基づきアクチュエータの電
流を制御する電流制御回路と、位置指令に基づき、上記
センサ出力を基にしたある信号のバイアスを可変し、補
正した信号を発生して、任意の位置で停止可能とする停
止位置可変回路とを具備せしめたものである停止位置可
変ステップ送りアクチュエータ装置。