(57)【要約】【課題】本発明は、４個のスイッチ素子からなるブリッジ型スイッチ回路の中間電位に２相巻線を接続し、簡単な構成で安定したステップ回転を得ることを目的とする。【解決手段】本発明によるステッピングモータの駆動方法及び装置は、ブリッジ型スイッチ回路(2)は４個のスイッチ素子(Q1〜Q4)を用い、２相巻線(20)の両端を前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の中間電位(30)に接続され、前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の上端(2a)と下端(2b)に＋ＤＣ電源(31)と−ＤＣ電源(32)を接続した方法と構成である。【選択図】図１
2006246567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ相及びＢ相からなる２相巻線(20)を、ブリッジ構成の複数のスイッチ素子を用いたブリッジ型スイッチ回路(2)により、切換えてロータ(5)を駆動するようにしたステッピングモータの駆動方法において、
前記ブリッジ型スイッチ回路(2)は４個の前記スイッチ素子(Q1〜Q4)を用い、直列接続された前記２相巻線(20)の両端を前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の中間電位(30)に接続すると共に前記２相巻線(20)の中間接続点(21)が接地され、前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の上端(2a)には＋ＤＣ電源(31)を供給し、前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の下端(2b)には−ＤＣ電源(32)を供給することを特徴とするステッピングモータの駆動方法。
【請求項２】
Ａ相及びＢ相からなる２相巻線(20)を、ブリッジ構成の複数のスイッチ素子を用いたブリッジ型スイッチ回路(2)により、切換えてロータ(5)を駆動するようにしたステッピングモータの駆動方法及び装置において、
前記ブリッジ型スイッチ回路(2)は４個の前記スイッチ素子(Q1〜Q4)よりなり、直列接続された前記２相巻線(20)の両端は前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の中間電位(30)に接続されると共に前記２相巻線(20)の中間接続点(21)が接地され、前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の上端(2a)には＋ＤＣ電源(31)が接続され、前記ブリッジ型スイッチ回路(2)の下端(2b)には−ＤＣ電源(32)が接続されている構成よりなることを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータの駆動方法及び装置に関し、特に、４個のスイッチ素子からなるブリッジ型スイッチ回路を用いて２相巻線を励磁し、ロータを高効率で安定して駆動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ステッピングモータの駆動方法としては、その巻線と結線によって２方式に分類され、バイポーラ方式とユニポーラ方式が採用され、汎用のモータでは、この両方式の選択もできるように８本のリード線を外に出して、ユーザがその結線方法を選択することによってモータの巻線方式を選択する方法も採用されている。
【０００３】
前述の両方式は、ドライバ回路と巻線の効率に以下の特徴があり、バイポーラ方式とユニポーラ方式がある。
前記バイポーラ方式の構成は、図３及び図４に示されるように、Ａ相巻線１が４個の第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４からなる第１ブリッジ型スイッチ回路２に接続され、Ｂ相巻線３が第５〜第８スイッチ素子Ｑ５〜Ｑ８からなる第２ブリッジ型スイッチ回路４に接続され、合計８個のスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ８及び遅延回路（図示せず）を用いてロータ５の駆動を行っていた。
【０００４】
また、図５及び図６で示されるユニポーラ方式の構成は、図５及び図６で示されるように、４個の第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４に各々Ａ相巻線１、Ａ／相巻線１ａ、Ｂ相巻線３及びＢ／相巻線３ａが接続され、各スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４の作動によって前記巻線１、１ａ、３、３ａが励磁されてロータ５の駆動が行われる。
【０００５】
また、前述のバイポーラ方式及びユニポーラ方式の欠点を克服する方式として、特許文献１に示される２相ステップモータの駆動方法が提案されている。
この特許文献１の方法においては、図示していないが、２相バイポーラ方式のＡ相巻線及びＢ相巻線を結線し、３相インバータによって駆動する方法であり、擬似的に３相の結線にすることによって、従来のバイポーラ方式の８個のスイッチ素子を６個にて代用できる方法である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５３５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のステッピングモータの駆動方法及び装置は、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、従来のバイポーラ方式の場合には、ドライバ回路として、２段のブリッジ型スイッチ回路を必要とするため８個のスイッチ素子を用いなければならず、回路の簡略化が困難であった。
また、従来のユニポーラ方式の場合には、ドライバ回路は４個のスイッチ素子で構成できるが、巻線は全巻線の半分しか使用できず、効率は低下していた。
また、特許文献１の方法においては、６個のスイッチ素子で駆動可能であるが、駆動モータとしてトルクリップルが発生し、かつ、１回転中に遅速のムラが発生することがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるステッピングモータの駆動方法は、Ａ相及びＢ相からなる２相巻線を、ブリッジ構成の複数のスイッチ素子を用いたブリッジ型スイッチ回路により、切換えてロータを駆動するようにしたステッピングモータの駆動方法において、前記ブリッジ型スイッチ回路は４個の前記スイッチ素子を用い、直列接続された前記２相巻線の両端を前記ブリッジ型スイッチ回路の中間電位に接続すると共に前記２相巻線の中間接続点が接地され、前記ブリッジ型スイッチ回路の上端には＋ＤＣ電源を供給し、前記ブリッジ型スイッチ回路の下端には−ＤＣ電源を供給する方法であり、また、本発明によるステッピングモータの駆動装置は、Ａ相及びＢ相からなる２相巻線を、ブリッジ構成の複数のスイッチ素子を用いたブリッジ型スイッチ回路により、切換えてロータを駆動するようにしたステッピングモータの駆動装置において、前記ブリッジ型スイッチ回路は４個の前記スイッチ素子よりなり、直列接続された前記２相巻線の両端は前記ブリッジ型スイッチ回路の中間電位に接続されると共に前記２相巻線の中間接続点が接地され、前記ブリッジ型スイッチ回路の上端には＋ＤＣ電源が接続され、前記ブリッジ型スイッチ回路の下端には−ＤＣ電源が接続されている構成である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるステッピングモータの駆動方法及び装置は、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、直列接続した２相巻線を、４個のスイッチ素子で構成されるブリッジ型スイッチ回路の中間電位に接続して励磁駆動するため、スイッチ素子が少ないにも拘わらず、従来のバイポーラ方式及びユニポーラ方式等の欠点をなくし、高効率で安定した動作を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、４個のスイッチ素子からなるブリッジ型スイッチ回路を用いて２相巻線を励磁し、ロータを高効率で安定して駆動するようにしたステッピングモータの駆動方法及び装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１１】
以下、図面と共に本発明によるステッピングモータの駆動方法及び装置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において符号２で示されるものは、図２のステッピングモータ１０のロータ５を駆動するための２相巻線２０に接続されたブリッジ型スイッチ回路であり、このブリッジ型スイッチ回路２は周知のスイッチングトランジスタからなる４個の第１〜第４スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されている。
【００１２】
前記２相巻線２０は、互いに直列に接続され中間接続点２１を有するＡ相巻線１とＢ相巻線３とから構成され、前記中間接続点２１はグランドに接地されていると共に、前記２相巻線２０の両端は前記ブリッジ型スイッチ回路２の上端２ａと下端２ｂとの中間、すなわち、前記各第１、第２スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２間及び前記各第３、第４スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４間の中間電位３０の位置に接続されている。
尚、前記各巻線１、３は、黒丸印の位置が巻線の巻始め位置を示し、反対側が巻終り位置である。
【００１３】
前記ブリッジ型スイッチ回路２の前記上端２ａには、＋２４Ｖからなる＋ＤＣ電源３１が抵抗Ｒ１を介して接続され、前記下端２ｂには−２４Ｖからなる−ＤＣ電源３２が抵抗Ｒ２を介して接続されている。
【００１４】
次に、前述の構成のステッピングモータ１０の駆動方法について述べる。
前記ロータ５を、例えば、１．８°のフルステップでＣＣＷ方向のステップ駆動する場合、第１ステップ：ＡＢ／、第２ステップ：Ａ／Ｂ、第３ステップ：Ａ／Ｂ、第４ステップ：ＡＢ（但し、ＡはＡ相巻線順方向励磁、Ａ／はＡ相巻線逆方向励磁、ＢはＢ相巻線順方向励磁、Ｂ／はＢ相巻線逆方向励磁を示す）。
また、前述の各ステップの各スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４は、第１ステップ：Ｑ１とＱ３がＯＮ、第２ステップ：Ｑ２、Ｑ３がＯＮ、第３ステップ：Ｑ２、Ｑ４がＯＮ、第４ステップ：Ｑ４、Ｑ１がＯＮとなる。
【００１５】
また、前記ロータ５を、例えば、０．９°のハーフステップでＣＣＷ方向のステップ駆動する場合、第１ステップ：Ａ、第２ステップ：ＡＢ／、第３ステップ：Ｂ／、第４ステップ：Ａ／Ｂ／、第５ステップ：Ａ／、第６ステップ：Ａ／Ｂ、第７ステップ：Ｂ、第８ステップ：ＡＢ（各記号表示は前述と同じ）。
また、前述の各ステップの各スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４は、第１ステップ：Ｑ１がＯＮ、第２ステップ：Ｑ１、Ｑ３がＯＮ、第３ステップ：Ｑ３がＯＮ、第４ステップ：Ｑ２、Ｑ３がＯＮ、第５ステップ：Ｑ２がＯＮ、第６ステップ：Ｑ２、Ｑ４がＯＮ、第７ステップ：Ｑ４がＯＮ、第８ステップ：Ｑ４、Ｑ１がＯＮとなる。
【００１６】
前述の各ステップ動作を繰り返すことにより、ロータ５のフルステップ駆動及びハーフステップ駆動を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、電流検出抵抗である抵抗Ｒ１とＲ２の電圧降下を検出することにより電源電圧との差分が巻線電流値として負帰還制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるステッピングモータの駆動方法及び装置を示す回路図である。
【図２】図１のステッピングモータを示す構成図である。
【図３】従来のバイポーラ方式を示す回路図である。
【図４】図３のステッピングモータを示す構成図である。
【図５】従来のユニポーラ方式を示す回路図である。
【図６】図５のステッピングモータを示す構成図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    Ａ相巻線
２    ブリッジ型スイッチ回路
２ａ    上端
２ｂ    下端
３    Ｂ相巻線
５    ロータ
Ｑ１〜Ｑ４    第１〜第４スイッチ素子
１０    ステッピングモータ
２０    ２相巻線
２１    中間接続点
３０    中間電位
３１    ＋ＤＣ電源
３２    −ＤＣ電源
【図１】
2006246567.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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