(57)【要約】【課題】本発明は、４個の巻線をブリッジ接続して駆動することにより、バイポーラ方式の駆動回路で用いるアーム短絡防止回路を不要とすることを目的とする。【解決手段】本発明による２相ステップモータ駆動回路は、一対のＡ相巻線(A1,A2)とＢ相巻線(B1,B2)をブリッジ接続して第１〜第４ノード(N1〜N4)を形成し、各ノード(N1〜N4）にＨアーム(Q1,Q3,Q5,Q7)及びＬアーム(Q2,Q4,Q6,Q8)を設け、アーム短絡防止回路を不要とする構成である。【選択図】図２
2010110043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータに設けられた一対の第１、第２Ａ相巻線(A1,A2)と一対の第１、第２Ｂ相巻線(B1,B2)を用いてロータ(R)をステップ駆動する２相ステップ駆動回路において、
前記第１Ａ相巻線(A1)の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線(B1)の巻き始めを結線した接続点を第１ノード(N1)とし、
前記第１Ａ相巻線(A1)の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線(B2)の巻き始めを結線した接続点を第２ノード(N2)とし、
前記第２Ａ相巻線(A2)の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線(B2)の巻き終わりを結線した接続点を第３ノード(N3)とし、
前記第２Ａ相巻線(A2)の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線(B1)の巻き終わりを結線した接続点を第４ノード(N4)とし、前記各巻線(A1,A2,B1,B2)がブリッジ回路(10)として接続され、前記第１〜第４ノード(N1〜N4)には、一対の駆動素子(Q1,Q2とQ3,Q4とQ5,Q6とQ7,Q8)からなる第１〜第４アーム(AM1〜AM4)が接続され、前記第１〜第４アーム(AM1〜AM4)の選択により前記各巻線(A1,A2,B1,B2)の選択励磁が行われることを特徴とする２相ステップモータ駆動回路。
【請求項２】
前記第１〜第４アーム(AM1〜AM4)のＨアーム(Q1,Q3,Q5,Q7)とＬアーム(Q2,Q4,Q6,Q8)のＯＮ／ＯＦＦを行う場合、前記第１〜第４アーム(AM1〜AM4)における同じアームにおいて、前記ＨアームのＯＮと前記ＬアームのＯＮの間に前記Ｈアーム及びＬアームが共にＯＦＦとなることを特徴とする請求項１記載の２相ステップモータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２相ステップモータ駆動回路に関し、特に、４個の巻線をブリッジ接続して駆動することにより、バイポーラ方式の駆動回路で用いるアーム短絡防止回路を不要とするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の２相ステップモータ駆動回路としては、特に、特許出願していないため、特許文献等を示していないが、その巻線方式によってユニポーラ方式とバイポーラ方式に二分される。
このユニポーラ方式とバイポーラ方式の巻線と駆動回路には以下の違いがある。
ユニポーラ方式は、同一ステータ上に２本の巻線を用意し、各巻線の巻き始めが互いに逆向きとなるように構成し、バイポーラ方式は同一ステータ上に１本の巻線を用意していた。
【０００３】
また、市販のモータにおいては、ユーザー側でユニポーラとバイポーラの結線が選択できるように、８本の線を用意したモータも存在している。
この８本の線を用いたユニポーラ方式とバイポーラ方式の結線側を図３から図５で示すことができる。
【０００４】
図３に従来の２相ステップモータのユニポーラ方式の８本線結線の例を示し、外部端子としては６個で構成されている。
また、図４に従来の２相ステップモータのバイポーラパラレル方式の８本線結線の例を示し、外部端子としては４個で構成されている。
また、図５は従来の２相ステップモータのバイポーラシリアル方式の８本線結線の例を示し、外部端子とては４個で構成されている。
【０００５】
図６は、従来のバイポーラ方式の駆動回路を示すもので、Ａ相、Ｂ相共に４個の駆動素子Ｑ１〜Ｑ４を用いたＨブリッジ回路Ｈ１，Ｈ２を２組用いて構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の２相ステップモータ駆動回路は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のＨブリッジ回路においては、例えば、Ｈ側とＬ側アームが同時ＯＮした場合に、短絡電流によって各アームを形成する駆動素子の素子破壊となるため、一方のＬ側アームＯＮのタイミングを遅延させるための制御を行うアーム短絡防止回路を必要としていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による２相ステップモータ駆動回路は、ステータに設けられた一対の第１、第２Ａ相巻線と一対の第１、第２Ｂ相巻線を用いてロータをステップ駆動する２相ステップ駆動回路において、前記第１Ａ相巻線の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線の巻き始めを結線した接続点を第１ノードとし、前記第１Ａ相巻線の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線の巻き始めを結線した接続点を第２ノードとし、前記第２Ａ相巻線の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線の巻き終わりを結線した接続点を第３ノードとし、前記第２Ａ相巻線の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線の巻き終わりを結線した接続点を第４ノードとし、前記各巻線がブリッジ回路として接続され、前記第１〜第４ノードには、一対の駆動素子からなる第１〜第４アームが接続され、前記第１〜第４アームの選択により前記各巻線の選択励磁が行われる構成であり、また、前記第１〜第４アームのＨアームとＬアームのＯＮ／ＯＦＦを行う場合、前記第１〜第４アームにおける同じアームにおいて、前記ＨアームのＯＮと前記ＬアームのＯＮの間に前記Ｈアーム及びＬアームが共にＯＦＦとなるようにした構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による２相ステップモータ駆動回路は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ステータに設けられた一対の第１、第２Ａ相巻線と一対の第１、第２Ｂ相巻線を用いてロータをステップ駆動する２相ステップ駆動回路において、前記第１Ａ相巻線の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線の巻き始めを結線した接続点を第１ノードとし、前記第１Ａ相巻線の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線の巻き始めを結線した接続点を第２ノードとし、前記第２Ａ相巻線の巻き終わりと前記第２Ｂ相巻線の巻き終わりを結線した接続点を第３ノードとし、前記第２Ａ相巻線の巻き始めと前記第１Ｂ相巻線の巻き終わりを結線した接続点を第４ノードとし、前記各巻線がブリッジ回路として接続され、前記第１〜第４ノードには、一対の駆動素子からなる第１〜第４アームが接続され、前記第１〜第４アームの選択により前記各巻線の選択励磁が行われ、さらに、前記第１〜第４アームのＨアームとＬアームのＯＮ／ＯＦＦを行う場合、前記第１〜第４アームにおける同じアームにおいて、前記ＨアームのＯＮと前記ＬアームのＯＮの間に前記Ｈアーム及びＬアームが共にＯＦＦとなるように制御されていることにより、従来のバイポーラ方式の駆動回路にて必要なアーム短絡防止回路が不要となり、安定したステップ駆動を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、４個の巻線をブリッジ接続して駆動することにより、バイポーラ方式の駆動回路で用いるアーム短絡防止回路を不要とするようにした２相ステップモータ駆動回路を
提供することを目的とする。
【実施例】
【００１０】
以下、図面と共に本発明による２相ステップモータ駆動回路の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１は本発明による２相ステップモータのステータ（図示せず）に設けられた各巻線Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の結線を示す構成であり、第１Ａ相巻線Ａ１の巻き始めと第１Ｂ相巻線Ｂ１の巻き始めを結線した接続点を第１ノードＮ１とし、第１Ａ相巻線Ａ１の巻き終わりと第２相巻線Ｂ２の巻き始めを結線した接続点を第２ノードＮ２とする。
【００１１】
前記第２Ａ相巻線Ａ２の巻き終わりと第２Ｂ相巻線Ｂ２の巻き終わりを結線した接続点を第３ノードＮ３とし、第２Ａ相巻線Ａ２の巻き始めと第１Ｂ相巻線Ｂ１の巻き終わりを結線した接続点を第４ノードＮ４とする。
【００１２】
前述の図１の各巻線Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の結線は、図２のように構成されてブリッジ回路で構成され、前記各ノードＮ１〜Ｎ４には、一対のスイッチングトランジスタからなる駆動素子Ｑ１とＱ２、Ｑ３とＱ４、Ｑ５とＱ６及びＱ７とＱ８で形成された第１〜第４アームＡＭ１〜ＡＭ４が接続されている。
【００１３】
前記第１〜第４アームＡＭ１〜ＡＭ４における各駆動素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７はＨアームを形成し、各駆動素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８は、Ｌアームを形成している。
以上の構成において、ロータＲをステップ駆動する場合の各ノードＮ１〜Ｎ４と各Ｈ，ＬアームＱ１〜Ｑ８のＯＮ／ＯＦＦパターンについて、ＦＵＬＬステップの場合を次の表１の第１表に、ＨＡＬＦステップの場合を次の表２の第２表に示している。尚、第１表のＮＯ.１→ＮＯ.４及び第２表のＮＯ.１→ＮＯ.８の昇順に制御を行った場合、ロータＲはＣＷ方向回転となり、ＣＣＷ方向にロータＲを回転させる場合は、第１表のＮＯ.４→ＮＯ.１及び第２表のＮＯ.８→ＮＯ.１の降順に制御を行う。
【００１４】
【表１】
2010110043.tif 000003
【００１５】
【表２】
2010110043.tif 000004
【００１６】
ＦＵＬＬステップの場合
(NO.1)  ノードＮ１のＨアームＱ１がＯＮ、ノードＮ３のＬアームＱ６がＯＮとなり、ノードＮ２およびノードＮ４のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ１→ノードＮ２→ノードＮ３の経路と、ノードＮ１→ノードＮ４→ノードＮ３の経路の２系統で電流が流れ、Ａ相およびＢ相が励磁される。
(NO.2)  ノードＮ４のＨアームＱ７がＯＮ、ノードＮ２のＬアームＱ４がＯＮとなり、ノードＮ１およびノードＮ３のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ４→ノードＮ１→ノードＮ２の経路と、ノードＮ４→ノードＮ３→ノードＮ２の経路の２系統で電流が流れ、Ａ相およびＢ／相が励磁される。
(NO.3)  ノードＮ３のＨアームＱ５がＯＮ、ノードＮ１のＬアームＱ２がＯＮとなり、ノードＮ２およびノードＮ４のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ３→ノードＮ２→ノードＮ１の経路と、ノードＮ３→ノードＮ４→ノードＮ１の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相およびＢ／相が励磁される。
(NO.4)  ノードＮ２のＨアームＱ３がＯＮ、ノードＮ４のＬアームＱ８がＯＮとなり、ノードＮ１およびノードＮ３のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ２→ノードＮ１→ノードＮ４の経路と、ノードＮ２→ノードＮ３→ノードＮ４の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相およびＢ／相が励磁される。
【００１７】
ＨＡＬＦステップの場合
(NO.1)  ノードＮ１のＨアームＱ１がＯＮ、ノードＮ３のＬアームＱ６がＯＮとなり、ノードＮ２およびノードＮ４のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ１→ノードＮ２→ノードＮ３の経路と、ノードＮ１→ノードＮ４→ノードＮ３の経路の２系統で電流が流れ、Ａ相およびＢ相が励磁される。
(NO.2)  ノードＮ１とノードＮ４のＨアームＱ１，Ｑ７がＯＮ、ノードＮ２とノードＮ３のＬアームＱ４，Ｑ６がＯＮとなる。
ノードＮ１→ノードＮ２の経路とノードＮ４→ノードＮ３の経路の２系統で電流が流れ、Ａ相が励磁される。
(NO.3)  ノードＮ４のＨアームＱ７がＯＮ、ノードＮ２のＬアームＱ４がＯＮとなり、ノードＮ１およびノードＮ３のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ４→ノードＮ１→ノードＮ２の経路と、ノードＮ４→ノードＮ３→ノードＮ２の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相およびＢ／相が励磁される。
(NO.4)  ノードＮ３とノードＮ４のＨアームＱ５，Ｑ７がＯＮ、ノードＮ１とＮ２のＬアームＱ２，Ｑ４がＯＮとなる。
ノードＮ４→ノードＮ１の経路と、ノードＮ３→ノードＮ２の経路の２系統で電流が流れ、Ｂ／相が励磁される。
(NO.5)  ノードＮ３のＨアームＱ５がＯＮ、ノードＮ１のＬアームＱ２がＯＮとなり、ノードＮ２およびノードＮ４のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ３→ノードＮ２→ノードＮ１の経路と、ノードＮ３→ノードＮ４→ノードＮ１の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相およびＢ／相が励磁される。
(NO.6)  ノードＮ２とノードＮ３のＨアームＱ３，Ｑ５がＯＮ、ノードＮ１とノードＮ４のＬアームＱ２，Ｑ８がＯＮとなる。
ノードＮ２→ノードＮ１の経路と、ノードＮ３→ノードＮ４の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相が励磁される。
(NO.7)  ノードＮ２のＨアームＱ３がＯＮ、ノードＮ４のＬアームＱ８がＯＮとなり、ノードＮ１およびノードＮ３のＨＬは全てＯＦＦとなる。
ノードＮ２→ノードＮ１→ノードＮ４の経路と、ノードＮ２→ノードＮ３→ノードＮ４の経路の２系統で電流が流れ、Ａ／相およびＢ／相が励磁される。
(NO.8)  ノードＮ１とノードＮ２のＨアームＱ１，Ｑ３がＯＮ、ノードＮ３とノードＮ４のＬアームＱ６，Ｑ８がＯＮとなる。
ノードＮ１→ノードＮ４の経路と、ノードＮ２→ノードＮ３の経路の２系統で電流が流れ、Ｂ／相が励磁される。
【００１８】
前述のように、本発明においては、４個の各巻線Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を図２のようにブリッジ回路１０として接続することにより駆動している。
前記各アームＡＭ１〜ＡＭ４の制御は前述の第１表及び第２表のステップに従っているが、同一アームのＨアーム側ＯＮとＬアーム側ＯＮの間に、両方共ＯＦＦとなる制御が存在している。
【００１９】
従って、従来のバイポーラ方式の駆動回路では、Ｈアーム側のＯＮをＯＦＦに切替えた時点で、Ｌアーム側がＯＮとなることが必要であったため、Ｌアーム側のＯＮタイミングを制御するためのアーム短絡防止回路が必要であったが、前述の第１表及び第２表のように、本発明では、同じアームＡＭ１〜ＡＭ４のＨアーム側ＯＮとＬアーム側ＯＮの間に、Ｈアーム側及びＬアーム側共にＯＦＦとなる制御が入ることによって、前述のアーム短絡防止回路が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による２相ステップモータ駆動回路を示す構成図である。
【図２】図１のコイルと駆動素子の接続回路を示す構成図である。
【図３】従来の２相ステップモータのユニポーラ方式の結線図である。
【図４】従来の２相ステップモータのバイポーラパラレル方式の結線図である。
【図５】従来の２相ステップモータのバイポーラシリアル方式の結線図である。
【図６】従来のバイポーラ駆動回路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｒ    ロータ
Ｎ1〜Ｎ４    第１〜第４ノード
ＡＭ１〜ＡＭ４    第１〜第４アーム
Ｑ１〜Ｑ８    駆動素子
Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７    Ｈアーム
Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８    Ｌアーム
Ａ１，Ａ２    第１、第２Ａ相巻線
Ｂ１，Ｂ２    第１、第２Ｂ相巻線
【図１】
2010110043.tif 000005
【図２】
2010110043.tif 000006
【図３】
2010110043.tif 000007
【図４】
2010110043.tif 000008
【図５】
2010110043.tif 000009
【図６】
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