(57)【要約】【課題】従来のステッピングモータの制御装置におけるホールド回路は、駆動用電源とホールド用の複数の電源が必要であり、また、駆動電流を流せるだけの電流容量をもった切換回路が必要なので、回路の部品点数が多くなり安価な制御装置を提供することができないという課題を有していた。【解決手段】１−２相励磁の８つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時にホールド電流を流すコイルを限定し、停止相のコイルにホールド電流調整用抵抗とホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタとを接続した構成にしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータ１１と、駆動電源ＶDからの電流を調整する抵抗１６と、前記ステッピングモータ１１の各々のコイル１２〜１５への通電をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ１７〜２０とを備えたステッピングモータの制御装置において、前記コイル１２〜１５のうちの１つにホールド電流調整用抵抗２１と、ホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ２２とを接続し、１−２相励磁の８つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時には、前記ホールド電流調整用抵抗２１を接続した相で停止するように制御することを特徴とするステッピングモータの制御装置。
【請求項２】
前記ステッピングモータの制御装置に於いて、２相励磁時の停止相の２つのコイルにそれぞれダイオードを接続し、ホールド電流調整用抵抗に繋ぐ回路を追加し、２相励磁の４つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時には、前記ダイオードを接続した相で停止するように制御することを特徴とするステッピングモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼機の制御装置に関するもので、特に、ダンパーまたはルーバーを駆動するステッピングモータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステッピングモータの制御装置では、駆動用の電源とホールド用の電源を備え、切換回路でステッピングモータへ供給する電源を切換えていた。即ち、回転動作をさせる場合は、強いトルクを必要とするので電圧の高い駆動用電源をステッピングモータへ供給し、停止時には、ステッピングモータの発熱や電力の浪費を抑えるために電圧の低いホールド用電源をステッピングモータへ供給していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、従来の技術に於けるステッピングモータの制御装置の回路図で、７はステッピングモータ、１、３および５はステッピングモータへ印加する電圧を切換えるためのスイッチング素子（トランジスタ）、２、４および６はトランジスタ保護用のダイオードである。
【０００４】
ステッピングモータ７を回転動作させる場合は、駆動用電源ＶDの電圧を印加するためにトランジスタ１をＯＮし、トランジスタ３および５をＯＦＦするように電圧切換信号ａ、ｂおよびｃにて設定する。
【０００５】
相切換えについては、駆動信号Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにてステッピングモータ７のどのコイルに電流を流すかを指定する。１−２相励磁もしくは２相励磁の相切換えパターンに従って、順次、電流を流すコイルを切換えていくことによってローターが回転する。
【０００６】
ステッピングモータ７を停止させる場合は、ローターが停止位置に安定するまで停止相のコイルに駆動電流を流した後にステッピングモータ７への印加電圧をホールド用電源に切換える。停止相が１相のときはトランジスタ３をＯＮし、トランジスタ１および５をＯＦＦするように電圧切換信号ａ、ｂおよびｃにて設定する。これによってステッピングモータ７へはホールド用電源Ｖh1が印加される。停止相が２相のときはトランジスタ５をＯＮし、トランジスタ１および３をＯＦＦするように電圧切換信号ａ、ｂおよびｃにて設定する。これによってステッピングモータ７へはホールド用電源Ｖh2が印加される。
【０００７】
停止相が１相のときでも２相のときでも同程度のホールディングトルクが得られるように、ホールド用電源Ｖh1は適切な電位差分ホールド用電源Ｖh2より高く設定されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１２７５９８号公報（第６図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、駆動用電源とホールド用の複数の電源が必要であり、また、駆動電流を流せるだけの電流容量をもった切換回路も必要なので、回路の部品点数が多くなり安価な制御装置を提供することができないという課題を有していた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、複数の電源を必要とせずまた、切換回路の電流容量もホールド電流のみに抑えた構成にして、制御回路の部品点数を削減し、安価なステッピングモータの制御装置を提供することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明のステッピングモータの制御装置は、燃焼機のダンパーまたはルーバーを駆動するステッピングモータの制御においては停止位置の間隔がステッピングモータのステップ角に比べてかなり広いことに着目し、１−２相励磁の８つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止させる相を１つの相に限定するように制御し、この相にホールド電流を流す経路を設ける構成にしている。
【００１２】
ホールド電流を流す経路は抵抗２１とトランジスタ２２で構成され、ホールド電流は抵抗２１の抵抗値で調整できるのでホールド用電源を必要としない。また、トランジスタ２２は、駆動時の電流を流すことはないので電流容量としてはホールド電流のみでよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明は、ステッピングモータの４つのコイルのうちの１つにホールド電流調整用抵抗２１と、ホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ２２とを接続し、１−２相励磁の８つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時には、前記ホールド電流調整用抵抗２１を接続した相で停止するように制御しているので、停止中にトランジスタ２２をＯＮすればホールド電流がコイルに流れる。ホールド電流は抵抗２１の抵抗値で調整できるのでホールド用電源を必要とせず、また、トランジスタ２２は、回転動作時の駆動電流を流すことはなくホールド電流のみ流せればよいので電流容量の小さいトランジスタが使用できる。停止時のトルクを補い、かつ、ステッピングモータの発熱や電力の浪費を抑えたホールド機能が抵抗とトランジスタの２部品のみの追加で実現できる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、２相励磁時の停止相の２つのコイルにそれぞれダイオードを接続しホールド電流調整用抵抗に繋ぐ回路を追加し、２相励磁の４つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時には、前記ダイオードを接続した相で停止するように制御しているので、停止中にトランジスタ２２をＯＮすればホールド電流が停止相のコイルに流れる。
【００１５】
ホールド電流は抵抗２１の抵抗値で調整できるのでホールド用電源を必要とせず、また、トランジスタ２２は、回転動作時の駆動電流を流すことはなくホールド電流のみ流せればよいので電流容量の小さいトランジスタが使用できる。
【００１６】
請求項２は、請求項１の停止する相を限定する考え方を２相励磁の場合に適用したもので、２個のダイオードの代わりに、停止相のコイルのそれぞれにホールド電流調整用抵抗とホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタとを接続することでも同様の機能を実現できる。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例におけるステッピングモータの制御装置の回路図を示すものである。
【００１９】
図１において、１１はステッピングモータで、１２〜１５はステッピングモータの各相のコイル、１６は駆動電源ＶDからの電流を調整する抵抗、１７〜２０は前記各相のコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ、２１はホールド電流調整用の抵抗、２２はホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタである。
【００２０】
一般に燃焼機のダンパーまたはルーバーを駆動するステッピングモータの制御装置では、停止位置の間隔がステッピングモータのステップ角に比べてかなり広いので、１−２相励磁の８つの駆動パターンを回転動作の最小単位としても燃焼機の性能に影響を及ぼすことはない。この点に着目してステッピングモータを停止させる相を１つの相に限定するように制御し、停止時にホールド電流を流す経路をホールド電流調整用抵抗２１とトランジスタ２２で構成している。
【００２１】
ステッピングモータの駆動信号の状態（駆動パターン）およびホールド信号の状態について、タイミングチャートを図２に示している。また、図２のタイミングチャートに沿った制御を実行するためのフローチャートを図５に示している。図５において、停止時は、現在位置と目標位置が一致しているので（判断５０）でＹｅｓ側に分岐してホールド用電流を流すトランジスタ２２をＯＮし、駆動信号Ａ，Ｂ、Ｃ、およびＤはＯＦＦ状態にしている。目標位置が新たに設定されると（判断５０）でＮｏ側に分岐し以前の状態が停止なので（判断５１）でＹｅｓ側に分岐する。ここで正転か逆転かを判断し対応する相切換パターンテーブルを設定しテーブルポインタを初期化する。設定された相切換パターンテーブルとテーブルポインタから駆動する相を決定し駆動信号を出力する。テーブルポインタが初期化されているので、この場合パターン０が選択され駆動信号ＡのみがＯＮされる。また、トランジスタ２２はＯＦＦされる。
【００２２】
次にこのルーチンが実行されるタイミングでは、（判断５０）および（判断５１）は、ともにＮｏ側に分岐してテーブルポインタを次の位置に進めて停止相になったかを判断する。このときテーブルポインタはパターン１を選択しているので（判断５３）は、Ｎｏ側の分岐して相切換パターンテーブルとテーブルポインタから駆動する相を決定し駆動信号ＡおよびＢをＯＮする。
【００２３】
順次、このルーチンが実行されるごとにテーブルポインタが次の位置に進められ、８つのパターン（０〜７）が出力される。次にこのルーチンが実行されると（判断５３）でＹｅｓ側に分岐して現在位置が次の位置に更新されテーブルポインタは初期化される。従って、駆動パターン０が選択され駆動信号ＡのみがＯＮされる。現在位置が目標位置に一致するまで上記の処理が繰り返され、現在位置が目標位置に一致すると（判断５０）でＹｅｓ側に分岐し、ホールド用電流を流すトランジスタ２２をＯＮし、駆動信号Ａ，Ｂ、Ｃ、およびＤはＯＦＦ状態にされる。
【００２４】
上記のように制御して停止する相を固定することによって、抵抗２１とトランジスタ２２の２部品のみの追加でホールド機能が実現できる。ホールド電流は抵抗２１の抵抗値で調整できるのでホールド用電源を必要とせず、また、トランジスタ２２は、回転動作時の駆動電流を流すことはなくホールド電流のみ流せればよいので電流容量の小さいトランジスタが使用できる。
【００２５】
尚、ステッピングモータの必要とする電圧範囲に駆動電源ＶDの電圧が入っていれば駆動電流を調整する抵抗１６は、省略することができる。
【００２６】
（実施例２）
図３は、請求項２におけるステッピングモータの制御装置の回路図を示すものである。また、図４は、請求項２におけるステッピングモータの駆動信号の状態（駆動パターン）およびホールド信号の状態についてのタイミングチャートを示している。
【００２７】
図３において、３１はステッピングモータで、３２〜３５はステッピングモータの各相のコイル、３６は駆動電源ＶDからの電流を調整する抵抗、３７〜４０は前記各相のコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ、４１はホールド電流調整用の抵抗、４２はホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ、４３および４４は、停止相のコイルから抵抗４１へホールド電流を導くダイオードである。
【００２８】
２相励磁においては、停止時にホールド電流を流す相が２相になるが、２相励磁の４つの駆動パターンを回転動作の最小単位として、停止時の相を限定し、停止相のコイルからダイオード４３および４４で抵抗４１にホールド電流を導くことにより、ホールド機能が安価に実現できる。
【００２９】
図４のタイミングチャートに沿った制御を実行するためのフローチャートは、図５と同様で、請求項１の場合とは、相切換パターンテーブルと停止相の判断を２相励磁に対応したものにすればよい。
【００３０】
尚、ダイオード４３および４４の代わりに、停止相のコイルのそれぞれにホールド電流調整用抵抗とホールド電流を制御するトランジスタとを接続することで同様の機能を実現できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、停止時にホールド電流を流すコイルを限定しているので、ホールド電流調整用抵抗とホールド電流を制御するトランジスタのみの追加でホールド機能が実現できる。
【００３２】
ホールド電流は、抵抗の抵抗値で調整できるのでホールド用電源を必要とせず、また、ホールド電流を制御するトランジスタは、回転動作時の駆動電流を流すことはなくホールド電流のみ流せればよいので電流容量の小さいトランジスタが使用できる。
【００３３】
従って、ホールド機能を備えたステッピングモータの制御装置を少ない部品点数で安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるステッピングモータの制御装置の回路図
【図２】本発明の実施例１における駆動信号およびホールド信号のタイミングチャート
【図３】本発明の実施例２におけるステッピングモータの制御装置の回路図
【図４】本発明の実施例２における駆動信号およびホールド信号のタイミングチャート
【図５】本発明の実施例１における処理工程図
【図６】従来のステッピングモータの制御装置の回路図
【符号の説明】
１１  ステッピングモータ
１２〜１５  ステッピングモータの各相のコイル
１６  駆動電源ＶDからの電流を調整する抵抗
１７〜２０  コイルへの駆動電流を制御するトランジスタ
２１  ホールド電流調整用の抵抗
２２  ホールド電流をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ
【図１】
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【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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