(57)【要約】    【課題】ロータの停止制御を精度良く短時間で行うようにすると共に、省電力化した振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置を提供することにある。    【解決手段】振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、制御装置により振動発生用ステッピングモータの停止制御を行う停止制御方法であって、前記振動発生用ステッピングモータに駆動電圧を印加した状態で、前記振動発生用ステッピングモータへの駆動パルスの供給を停止し、その後、完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間の間駆動電圧を印加し続けて制動を掛け、最適制動時間の経過後惰性で回転しているモータへの駆動電圧の印加を解除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置により振動発生用ステッピングモータの停止制御を行う停止制御方法であって、前記振動発生用ステッピングモータに駆動電圧を印加した状態で、前記振動発生用ステッピングモータへの駆動パルスの供給を停止し、その後、完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間の間駆動電圧を印加し続けて制動を掛け、最適制動時間の経過後惰性で回転しているモータへの駆動電圧の印加を解除することを特徴とする振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項２】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、該最適制動時間の終了時に、駆動電圧を解除したとき、ロータが惰性で回転しながら所定の安定な停止位置に停止することができる時間としたことを特徴とする請求項１記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項３】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、停止時間の制動時間変化特性における傾きが大きい特性曲線部分と傾きが小さくほぼ一定の停止時間となる特性曲線部分とが交わる点の制動時間としたことを特徴とする請求項１又は２記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項４】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、振動発生用のウエイト質量に応じた前記特性曲線としたことを特徴とする請求項３記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項５】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における制動無し時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする請求項１又は２記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項６】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における完全制動時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする請求項１又は２記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項７】
前記駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように前記駆動電圧を低減させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法。
【請求項８】
プログラムの手順を実行し必要な信号を出力する制御装置と、前記制御装置の出力信号を受けとってモータのコイルへの電流を切り換えるスイッチング回路と、前記コイルへの給電路に接続された低電圧電源および高電圧電源と、前記制御装置の出力信号を受けとって前記低電圧電源および高電圧電源を前記給電路から遮断する電源遮断回路と、前記制御装置の出力信号を受けとって前記高電圧電源を前記給電路から遮断すると共に前記給電路の定電流制御を行う電流チョッパ回路とを有し、前記制御装置により振動発生用ステッピングモータの停止制御を行う停止制御装置であって、
前記制御装置が前記プログラムを実行することにより、前記振動発生用ステッピングモータに駆動電圧を印加した状態で、前記振動発生用ステッピングモータへの駆動パルスの供給を停止し、その後、完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間の間駆動電圧を印加し続けて制動を掛け、前記最適制動時間の経過後惰性で回転しているモータへの駆動電圧の印加を解除することを特徴とする振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項９】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、該最適制動時間の終了時に、駆動電圧を解除したとき、ロータが惰性で回転しながら所定の安定な停止位置に停止することができる時間としたことを特徴とする請求項８記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項１０】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、停止時間の制動時間変化特性における傾きが大きい特性曲線部分と傾きが小さくほぼ一定の停止時間となる特性曲線部分とが交わる点の制動時間としたことを特徴とする請求項８又は９記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項１１】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、振動発生用のウエイト質量に応じた前記特性曲線としたことを特徴とする請求項１０記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項１２】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における制動無し時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする請求項８又は９記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項１３】
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における完全制動時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする請求項８又は９記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【請求項１４】
前記駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように前記駆動電圧を低減させることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停止位置を正確にすると共に停止動作のための消費電力を低減した振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは、ロータにイナーシャがあるため、無負荷状態であっても、入力パルスの数だけステップ回転後、行き過ぎ角と戻り角を伴いながら、その往復動の振幅を減衰させながら、所定の回転角度に停止する。この過渡応答時、ステータヨークの励磁極歯からは磁束が発生しているので、この磁束を切るようにロータが振動すると、安定点に対するロータの偏倚量に応じた磁束変化を生じる。この結果逆起電圧が発生する。この逆起電圧が励磁電流に影響を与え振動電流を発生する。ロータは電源電圧に振動電圧を加えた電圧で駆動される。この振動電圧のほかに、ステッピングモータのスティフネス特性、モータ内部の摩擦抵抗等により、セトリングタイムや停止位置精度に悪影響が現れる。
【０００３】
スティフネス特性は、ステッピングモータが直流励磁されているとき、外部より出力軸に負荷を加えた量とそれにより変位した角度との関係であり、安定点への復元力をいう。スティフネス特性によれば、ステッピングモータが負荷を位置決めする場合、負荷トルクＴＬに対して、そのときの変位角θＬが小さい方が精度が良くなるため、最大静トルク（ホールディングトルク）ＴＭの大きいステッピングモータが望ましい。
【０００４】
このスティフネス特性から、励磁状態で、安定点からロータの位置がずれてゆくと、ロータの磁極にそれまでと逆向きのトルクが発生する。また、励磁極の励磁を解除した場合も、安定点からロータをずらしてゆくと、磁極に対して吸引しようとするトルク（ディテント・トルク）が発生し、ロータを引き戻す。また、摩擦抵抗Ｔｒが存在すると、この摩擦抵抗Ｔｒに打ち勝つだけのトルクがないと回転することができないから、摩擦抵抗Ｔｒによりロ一タは回転角±θ分だけの不感帯が出来、この不感帯分の静止角度誤差が出る。ここでいう不感帯は、ホールド・トルクの不感帯よりディテント・トルクの不感帯の方が大きい。これはトルク特性曲線の傾きの相違による。トルクの小さいディテント・トルクのみで保持しようとした場合の角度誤差の方が大きくなる。
【０００５】
停止位置制御方法としては以下のような方法がある。
（１）ホールド・トルク安定点とディテント・トルクの安定点を一致させたモータを使用することにより、駆動終了後、通電を打切り、以後はディテント・トルクによリロータを保待する制御方法がある。この場合、ディテント・トルクはホールド・トルクに比べてかなり小さいため、静止角度誤差θに相当する角度ずれが非常に大きくなる。従って、上述のようなステッピングモータの制御方法を採用する時は通電中のホールド・トルクによってロ一タの振動を十分に減衰させた後に、通電を打切り、ディテント・トルクによリロータを保持する必要が生じる。（特許文献１参照）
（２）ステータにおける停止すべき回転角対応の磁極を励磁して、ここにロータが吸引され、停止した時に励磁を解除し、後はディテント・トルクのみでロ一タの位置を保持すべく制御する制御方法がある。しかし、ロ一タにはイナーシャがあるために完全に停止するまではロータの回転方向に対し反復する振動が避けられない。そこで、ホールド・トルクで十分振動を減衰させた後、ディテント・トルクでロータを保持するが、この場合、通常の使用状態においては、十分振動が収まり、位置ずれが少ないように、また、脱調する恐れがないように、時間的に余裕をもって、ホールドすなわち通電を行わねばならない。従って、通電量が多くなり、制御時間も長くなる。また、振動・温度・湿度等の異常環境下での使用時には、特に振動が大きくなり、通常の条件下を想定して定めた所定のホールド時間では抑えきれなくなり、脱調してしまうと云う問題がある。（特許文献１参照）
（３）ロ一タの振動状態を検出手段によって検出し、この検出手段の検出出力に基づきロータの振動を抑制するホールド・トルクを得るための巻線に通電する持続時間を制御する制御方法がある。
【０００６】
この制御方法によれば、ステッピングモータの停止制御時にステッピングモータの振動を電気的に検出すると共に、振動量が所定量より小さくなるまで通電によりホールドを行うべく、ロータの振動状態の検出出力に対応した継続時間だけ停止位置の磁極の励磁を行い、その後、励磁を打切り、ディテント・トルクによる保持に切り替えるようにしたものであり、これにより、必要最小限のホールド・トルクを与え、ディテント・トルクによる保持が可能になった段階でディテント・トルクによる保持に切り替える。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平２−１３６０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記（３）の制御方法は以下のような問題がある。
【０００８】
ロ一タにはイナーシャがあるために完全に停止するまではロータの回転方向に対し反復する振動が避けられない。そこで、ホールド・トルクで十分振動を減衰させた後、ディテント・トルクでロータを保持する。しかしながら、負荷が振動発生用のウエイト等の大きな質量の場合、停止するまでに発生する振動の大きさが振動を考えない負荷と比べて極端に大きくなると共に、回転速度が高いうちは振動も平均化されているが回転数が低下するにつれて１つずつの振動が大きく顕在化される傾向を有する。このため、振動量を検出して所定量以下となる状況を検出することは困難であり、また、振動が大きいため、長時間ホールド制御する結果、ディテント・トルクが作用する間も無く突然停止したり、負荷のウエイトと釣り合って安定位置を大きく外れて停止したりする問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、前記問題点に鑑み、ロータの停止制御を精度良く短時間で行うようにすると共に、省電力化した振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置は、電源電圧の２段階制御を必要とする場合、以下の停止制御モードのフローに従って停止制御を行う。電源電圧の２段階制御を必要としない場合には、該当のステップを省略する。
【００１１】
図１は、本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置の停止制御モードのフローを示す説明図である。
【００１２】
停止制御モード：
予め該当するモータ形状の最適制動時間をＭＰＵのレジスタにセットしておく。
ＭＰＵは、以下のフローに従って一連の指令を制御信号発生回路に出力する。次段の制御信号発生回路は一連の指令に基づき必要な信号を作成し、各制御対象に出力し、必要な動作を実行させる。
１．スタート：
２．ステップ１：
同時に以下の（１）（２）（３）を開始する。
（１）停止指令（図７のｔ１）のタイミングで駆動パルスの供給を停止し、
（２）同じタイミングで、駆動電源としての高電圧電源ＶＨを遮断し、低電圧電源ＶＬを有効にする。
【００１３】
〔実施例の場合、電流チョッパ回路のスイッチング素子をＯＦＦにし、低電圧電源ＶＬを有効にする。この結果、電源電圧は２．６Ｖ→２．２Ｖに下がる。これは、駆動パルスの供給を停止することにより、コイルに流れる電流は、切換時の立ち上がり特性が無くなり、常時電流が流れるようになるため、電流値が大きくなる。この電流値はモータにおけるコイルの許容電流（温度上昇、絶縁等の観点から安全に連続して通電できる最大限の電流）の値以下に抑える必要がある。ロータの位置保持のための電流は小さな値でよいため、コイルに流れる電流を前記許容電流の値以下となるように駆動電圧を下げて、消費電力を小さくする。このときコイルに流れる電流により制動が掛かる。〕
（３）同じタイミングで時間カウンタ（図示省略）のカウントを開始する。
３．ステップ２：
時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったか否か比較し、時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったときは、次のステップ３へ進む。時間カウンタのカウント値＝最適制動時間にならなかったときは、連続してステップ２を実行する。
４．ステップ３：
低電圧電源ＶＬを遮断する。
〔図７のｔ１から最適制動時間の３０ｍｓ経過時のｔ２のタイミングで駆動電圧を０（ゼロ）Ｖに落とす（実施例の場合、２．２Ｖ→０Ｖ）。これにより制動が解除される。このとき、ウエイトの振動波形に見られるように減衰振動途中にある。このため、ロータは惰性で回転し、自然に安定位置で停止する。停止のタイミングｔ３は、多少振動が残るが、安定位置に戻る程度の振動となる点を意味する。ｔ１からｔ３までの間隔は、完全制動時の停止時間の８８ｍｓとなる。〕
５．ストップ：
具体的な課題解決手段は以下のようになる。
（１）  振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、制御装置により振動発生用ステッピングモータの停止制御を行う停止制御方法であって、前記振動発生用ステッピングモータに駆動電圧を印加した状態で、前記振動発生用ステッピングモータへの駆動パルスの供給を停止し、その後、完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間の間駆動電圧を印加し続けて制動を掛け、最適制動時間の経過後惰性で回転しているモータへの駆動電圧の印加を解除することを特徴とする。
（２）  上記（１）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、該最適制動時間の終了時に、駆動電圧を解除したとき、ロータが惰性で回転しながら所定の安定な停止位置に停止することができる時間としたことを特徴とする。
（３）  上記（１）又は（２）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、停止時間の制動時間変化特性における傾きが大きい特性曲線部分と傾きが小さくほぼ一定の停止時間となる特性曲線部分とが交わる点の制動時間としたことを特徴とする。
（４）  上記（３）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、振動発生用のウエイト質量に応じた前記特性曲線としたことを特徴とする。
（５）  上記（１）又は（２）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における制動無し時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする。
（６）  上記（１）又は（２）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、
前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における完全制動時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする。
（７）  上記（１）乃至（６）のいずれか１項記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法は、前記駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように前記駆動電圧を低減させることを特徴とする。
（８）  振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、プログラムの手順を実行し必要な信号を出力する制御装置と、前記制御装置の出力信号を受けとってモータのコイルへの電流を切り換えるスイッチング回路と、前記コイルへの給電路に接続された低電圧電源および高電圧電源と、前記制御装置の出力信号を受けとって前記低電圧電源および高電圧電源を前記給電路から遮断する電源遮断回路と、前記制御装置の出力信号を受けとって前記高電圧電源を前記給電路から遮断すると共に前記給電路の定電流制御を行う電流チョッパ回路とを有し、前記制御装置により振動発生用ステッピングモータの停止制御を行う停止制御装置であって、前記制御装置が前記プログラムを実行することにより、前記振動発生用ステッピングモータに駆動電圧を印加した状態で、前記振動発生用ステッピングモータへの駆動パルスの供給を停止し、その後、完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間の間駆動電圧を印加し続けて制動を掛け、前記最適制動時間の経過後惰性で回転しているモータへの駆動電圧の印加を解除することを特徴とする。
（９）  上記（８）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、該最適制動時間の終了時に、駆動電圧を解除したとき、ロータが惰性で回転しながら所定の安定な停止位置に停止することができる時間としたことを特徴とする。
（１０）  上記（８）又は（９）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、停止時間の制動時間変化特性における傾きが大きい特性曲線部分と傾きが小さくほぼ一定の停止時間となる特性曲線部分とが交わる点の制動時間としたことを特徴とする。
（１１）  上記（１０）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、振動発生用のウエイト質量に応じた前記特性曲線としたことを特徴とする。
（１２）  上記（８）又は（９）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における制動無し時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする。
（１３）  上記（８）又は（９）記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記完全停止に至らないモータ形状に応じた最適制動時間を、ウエイト質量の時間変化特性における完全制動時の停止時間特性の値から同じくウエイト質量の時間変化特性における最適制動時間特性の値をウエイト質量に基づいて求め、その最適制動時間特性の値としたことを特徴とする。
（１４）  上記（８）乃至（１３）のいずれか１項記載の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置は、前記駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように前記駆動電圧を低減させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置は、以下の効果を奏する。
（１）駆動パルスの供給を停止した後、最適制動時間の間制動を掛け、制動解除後惰性で回転させ自然停止させる。これにより、安定位置での停止を正確に行うことができ、無駄なオーバーシュートやアンダーシュートを少なくできるので停止までの時間を短くでき、完全停止までは制動を掛けないので、消費電流を低減することができる。
（２）駆動時の電圧より低い電圧で制動を掛けることができるので、異常電流の発生を防止でき、消費電流を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ステッピングモータは、次のステップ動作の始動のために、安定位置に停止することが必要となる。負荷が軽ければあまり問題はないが、振動発生用モータとして用いる場合のように重い偏心ウエイトが負荷の場合には、安定位置に停止させることが最重要課題となる。そのため、ダンピングの適切な手順が求められる。そこで、以下の条件でのデータ採取を行った。
（制動時間と停止時間の関係）
表１は、条件として直径（φ）１０ｍｍ、高さ（Ｈ）３ｍｍ、８５００ｒｐｍ（回転数）のステッピングモータを、負荷のウエイト（おもり）の質量別にとった停止時間対制動時間特性である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
図２は上記表１の停止時間と制動時間の関係をグラフにしたものである。
【００１８】
図２中、○は負荷として０．３４ｇのウエイトを取り付けたときの上記条件でのステッピングモータにおける制動時間を変えたときの停止時間の変化を表す。
【００１９】
△は同じく０．３１ｇのウエイトを取り付けたときの変化を表す。◇は同じく０．１６ｇのウエイトを取り付けたときの変化を表す。□はウエイトを付けない状態、即ち、０ｇのときの制動時間と停止時間の関係を表す。
【００２０】
但し、「制動時間」は、駆動パルスの供給を停止し、駆動電圧を継続して印加し、コイルに直流電流を流し続ける制動状態が継続する時間を意味する。
【００２１】
この図２から、制動を掛けない状態、即ち、制動時間が０ｍｓの停止時間から制動時間が増加しても停止時間がほとんど増加しない、換言すると、停止時間が略一定になる特性の始まる点Ａｎ（但し、ｎは整数）の制動時間までの傾きＢＡは、
ウエイト０ｇの特性曲線では点Ａ１の制動時間までの傾きＢＡ１は、約２５°、
ウエイト０．１６ｇの特性曲線では点Ａ２の制動時間までの傾きＢＡ２は、約２６°、ウエイト０．３１ｇの特性曲線では点Ａ３の制動時間までの傾きＢＡ３は、約２５°、
ウエイト０．３４ｇの特性曲線では点Ａ４の制動時間までの傾きＢＡ４は、約２８°
となる。この図２の特性には以下の傾向が見受けられる。
（１）上記の傾きＢＡは多少のばらつきはみられるものの、ウエイトの値が異なっても、ウエイト０ｇの特性曲線に近似し、略一定（傾きが微小か又はない）になるといえる。
（２）上記停止時間が略一定になる特性の始まる点Ａｎは、
ウエイト０ｇの特性曲線では、点Ａ１は２０ｍｓ、
ウエイト０．１６ｇの特性曲線では、点Ａ２は２５ｍｓ、
ウエイト０．３１ｇの特性曲線では、点Ａ３は３０ｍｓ、
ウエイト０．３４ｇの特性曲線では、点Ａ４は３０ｍｓ
となる。
【００２２】
ウエイト０ｇの特性曲線上の上記２０ｍｓの点Ａ１、ウエイト０．１６ｇの特性曲線上の上記２５ｍｓの点Ａ２およびウエイト０．３１ｇの特性曲線上の上記３０ｍｓの点Ａ３を結ぶと制動時間軸を基準としたとき傾きが約＋４の特性曲線になり、ウエイト０．３１ｇの特性曲線上の上記３０ｍｓの点Ａ３およびウエイト０．３４ｇの特性曲線上の上記３０ｍｓの点Ａ４は制動時間３０ｍｓの特性曲線になる。
【００２３】
また、見方を変えると、図２のウエイト０．１６ｇの特性曲線は、制動時間の測定点を他の特性曲線と同じく０、１０、２０、３０、・・としたとき、停止時間が略一定になる特性の始まる点Ａ２の制動時間を、２５ｍｓではなく３０ｍｓとみると、ウエイトを設けた場合（ウエイトが０．１６ｇ以上の場合）、制動時間が一律に３０ｍｓになっているとみることもできる。
（ウエイト質量と時間の関係）
上記表１をウエイト質量と時間の関係で見直すと表２になる。
【００２４】
【表２】
2007181329.tif 000004
【００２５】
図３は本発明のウエイト質量と時間の関係を示すグラフである。上記表２を図３にグラフとして示す。
この図３の特性には以下の傾向が見受けられる。
（３）図３の制動無し時の停止時間特性は、ウエイトが０ｇ〜０．３１ｇまでは傾きＣＡが略＋０．３１／７０＝＋０．００４４の直線で近似できるが、ウエイトが０．３１ｇ〜０．３４ｇまでは傾きＤＡが略＋０．０３／３７＝＋０．０００８の直線で近似できる。
【００２６】
このことから、制動無し時の停止時間は、ウエイトが０．３１ｇを境にして、これより小さければ、上記傾きＣＡの直線で近似でき、ウエイトの増減に対する停止時間が狭い範囲で対応させることができる。
【００２７】
一方、ウエイトが０．３１ｇ以上の例では上記傾きＣＡより極端に小さい傾きＤＡになる特性曲線に乗るため、ウエイトの微少な増減によっても停止時間が大幅に変化する。
（４）図３の完全制動時の停止時間特性は、ウエイトが０ｇ〜０．３１ｇまでは傾きＥＡが略＋０．３１／３５＝＋０．００８８の直線で近似できるが、ウエイトが０．３１ｇ〜０．３４ｇまでは傾きＦＡが略＋０．０３／３３＝＋０．０００９の直線で近似できる。
【００２８】
このことから、完全制動時の停止時間は、ウエイトが０．３１ｇを境にして、これより小さければ、上記傾きＥＡの直線で近似でき、ウエイトの増減に対する停止時間が狭い範囲で対応させることができる。
【００２９】
一方、ウエイトが０．３１ｇ以上の例では上記傾きＥＡより極端に小さい傾きＦＡになる特性曲線に乗るため、ウエイトの微少な増減によっても停止時間が大幅に変化する。
（５）制動無し時の停止時間特性と完全制動時の停止時間特性を対比すると、傾きＥＡは傾きＣＡより傾きが大きい。このことは、ロータに設けた永久磁石の制動作用より、コイルへの直流電流の供給による制動作用の方が格段に有効になっている。
【００３０】
一方、傾きＤＡと傾きＦＡはほとんど異ならない。このことから、ウエイトが０．３１ｇを超えると、停止特性は制動無し時の場合と完全制動時の場合とでほとんど同じになる。
（６）図３の最適制動時間特性は、ウエイトが０ｇ〜０．３１ｇまでは傾きＧＡが略＋０．３１／１０＝＋０．０３１の直線で近似できるが、ウエイトが０．３１ｇ〜０．３４ｇまでは傾き無しの時間が３０ｍｓの直線で表すことができる。
【００３１】
但し、「最適制動時間」は、駆動パルスの供給を停止し、駆動電圧を継続して印加し、コイルに直流電流を流し続ける制動状態が継続する時間であって、制動状態を解除した後でロータがすべり所定の安定位置に停止することができる時間を意味する。「すべり」は惰性で回転することを意味する。
【００３２】
次に、モータ形状毎にウエイト質量を変えたときの最適制動時間等の関係を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2007181329.tif 000005
【００３４】
表３に示すように、（最適制動時間）／（制動無し時の停止時間）は、
ウエイトが０．３４ｇの場合には１７％となり、
ウエイトが０．３１ｇの場合には２１％となり、
ウエイトが０．１６ｇの場合には２５％となる。
【００３５】
なお、この表３には示されていないが、ウエイトが０ｇの場合には０．２８％になる。
このことから、ウエイトが増加するにつれて、（最適制動時間）／（制動無し時の停止時間）は、漸減する傾向を示す。
【００３６】
表３に示すように、モータ形状が、直径（φ）が１２ｍｍで、高さ（Ｈ）が２ｍｍのステッピングモータに０．２６ｇのウエイトを付けた場合の特性、制動無し時の停止時間は４００ｍｓ、完全制動時の停止時間が１５５ｍｓ、最適制動時間が１００ｍｓの特性を有するモータの場合、（最適制動時間）／（制動無し時の停止時間）は２５％になる。このデータから、モータの直径（φ）が１０ｍｍから１２ｍｍへ約２割増加すると、イナーシャ等が大きくなることから、それぞれの停止時間等が顕著に長くなる。但し、（最適制動時間）／（制動無し時の停止時間）は、２５％と同じような数値を示すことから、同じような傾向を示しているものと考えられる。
（電源電圧制御）
停止制御には、その一部として電源電圧を高電圧から低電圧へ切り替える制御が適用可能である。具体的には、２電源切替方式をとる。
図４は本発明の停止制御時の電圧切替制御を説明する説明図である。図４の上段は回転数の時間特性図、図４の下段は電圧変化の時間特性図である。
【００３７】
一定の回転数８５００ｒｐｍで回転している状態で、停止制御が実行されると、電源電圧が２．６Ｖから２．２Ｖへ下げられる。このとき２．２Ｖで制動が掛けられる。同時に、回転数が見かけ上０（ゼロ）ｒｐｍに落ちる。見かけ上と表したのは、制動が掛けられても慣性の働きで少しの間回転している。このときの回転数は８５００ｒｐｍに比べ図示できないほどの低い回転数であるからである。２．２Ｖの電源電圧は最適制動時間、この例の場合３０ｍｓが経過したとき遮断され、０（ゼロ）Ｖに落とされる。モータはこの最適制動時間の間の制動が掛けられた後、制動が解除され、惰性で少しの間回転し安定位置に自然に停止する。
停止制御時、駆動パルスの供給を停止すると同時に電源電圧を高電圧から低電圧に下げる制御を行うが、これは駆動パルスの供給を停止すると、コイルに流れる電流の向きの切り替わりが無くなるため、電流値が大きくなり、異常状態となることを阻止するため行われる。例えば、駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように駆動電圧を低減させる。前記のような異常状態が発生しない設定になっているのであれば、電源の２段階切替制御は必要なくなる。
【００３８】
このことから、異常状態の発生を考慮しなくてもよい普通の状況では、電源の２段階切替制御は必要としない。ただし、異常状態の発生を考慮しなくてはならない状況では、電源の２段階切替制御を行う制御となる。
【実施例１】
【００３９】
本発明のステッピングモータ停止制御装置の制御対象となる１相（単相）のステッピングモータは特殊な構成を有するので、ここで説明しておく。
【００４０】
図５は、１相の振動発生用ステッピングモータの構成図である。
【００４１】
図５の１相の振動発生用ステッピングモータは、本発明のステッピングモータ停止制御装置により制御される制御対象となる。
【００４２】
図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）はロータフレームの平面図である。
【００４３】
アウターロータ型振動発生用ステッピングモータ１は、インターフェース基板２と、カバー３と、ロータ４と、ステータ５からなる。
【００４４】
インターフェース基板２は、金属板に絶縁膜を設け、その上に必要な配線（コイルへの給電線等）と、カバー３の突起部（図示省略）を嵌合するための開口（図示省略）が形成されて構成される。インターフェース基板２には、絶縁膜を介してステータヨーク６のインターフェース基板２側の第２ステータヨーク６ｂと第３ステータヨークとなるセンターヨーク６ｃを固定し、開口にカバーの円筒部３ｂ端面の突起部（図示省略）を嵌合し、インターフェース基板２裏面からハンダづけする。配線には外部の制御回路や電源等が接続される。
【００４５】
ステータ５は、コイルボビン７に巻回されたコイル８、第１ステータヨーク６ａと第２ステータヨーク６ｂと第３ステータヨークであるセンターヨーク６ｃからなるステータヨーク６、からなる。
【００４６】
ステータヨーク６は、磁性材料製で、それぞれ極歯を有する第１ステータヨーク６ａおよび第２ステータヨーク６ｂと、それら第１ステータヨーク６ａおよび第２ステータヨーク６ｂを支持すると共にそれらと共に磁路を形成する第３ステータヨークであるセンターヨーク６ｃとからなる。実施例１では、極歯の回転方向の長さがすべて同じに形成されている。
【００４７】
第１ステータヨーク６ａおよび第２ステータヨーク６ｂは、図５（ａ）に平面図が示されているように、全体はカップ形状に開口６ｄと切れ込み６ｅを設けた形状に構成される。具体的には、円板部６ｆの周囲に円筒部６ｇを連設したカップ形状の中央に開口６ｄを設け、該カップ形状の円筒部６ｇから円板部６ｆにかけて開放端に開口を有する略Ｕ字状の切れ込み６ｅを等間隔に５個設け、残った略Ｕ字状の切れ込み６ｅの間を極歯６ｈとして構成する。略Ｕ字状の切れ込み６ｅの開放端は前記カップ形状の円筒部６ｇの自由端に合わせる。略Ｕ字状の切れ込み６ｅは、極歯６ｈを適切に形成した結果その形状が決まる。
【００４８】
このように形成した第１ステータヨーク６ａ、第２ステータヨーク６ｂを、互いの極歯６ｈが櫛歯状に噛み合うように上下に配置する。この第１ステータヨーク６ａと第２ステータヨーク６ｂ間にはコイル８を収納したコイルボビン７を設ける。第１ステータヨーク６ａ、第２ステータヨーク６ｂおよびセンターヨーク６ｃからなるステータヨーク６は、環状のコイル８の周囲を覆うように配置する。
【００４９】
ステータ５を、環状のコイル８と、該コイル８を、極歯６ｈを櫛歯状に歯合した状態に両側から把持するステータヨーク６から構成し、ステータヨーク６の半径方向外側の極歯６ｈに対向して後記するロータ４のリングマグネット９を配置する。
【００５０】
ロータ４は、シャフト１０と、リングマグネット９と、ロータフレーム１１から構成される。
【００５１】
シャフト１０は、細径突部１０ａを有し、センターヨーク６ｃ内の軸受１２に挿入支持される。
【００５２】
ロータフレーム１１は、中心に開口１１ａを有する円板部１１ｂと、該円板部１１ｂの周囲に連設する円筒部１１ｃとからなる略カップ状に構成される。
【００５３】
ロータフレーム１１は、図５（ｃ）に示すように、その一部にウエイト部１３を一体に設ける。ロータフレーム１１は、金属材料、例えば、鉄等で形成する。
【００５４】
ロータフレーム１１は、シャフト１０の細径突部１０ａに開口１１ａが嵌合固定される。その際、ロータフレーム１１は、第１ステータヨーク６ａから離間して設けられる。また、ロータフレーム１１のシャフト１０への取付基部近傍が軸受１２上に積層したスペーサにより支持される。
【００５５】
ロータフレーム１１の円筒部１１ｃの内側面には、リングマグネット９が設けられる。
リングマグネット９は、Ｎ極とＳ極からなる磁極対を５対環状に連設してある。
【００５６】
ウエイト部１３は、高比重金属材料で且つ磁性材料で形成し、図５（ａ）の平面図における所定角度範囲の部分環状領域Ｓ１と、図５（ｂ）の断面図における断面積Ｓ２、により画成される３次元空間を占める。部分環状領域Ｓ１は、ロータフレーム１１の円板部１１ｂの外周上の位置から所定幅Ｌ１（図５（ｂ）において、前記円板部の外周上の位置からウエイト部１３の半径方向内側端よりもさらに半径方向内側に入った位置Ｑ１までの幅）半径方向内側に入った位置までの部分的な領域をいう。このウエイト部１３の中心角は、使用材料の比重等により設計の都合で求められるが、実施例１の場合、１２０°〜２００°の間とする。好ましくは、１８０度に設定する。
【００５７】
ウエイト部１３は、ロータフレーム１１を均一な厚みの円板部１１ｂと円筒部１１ｃで考えると、実質的なロータフレーム１１を含みその他に内側に突出する部分を有し、ロータフレーム１１に溶接される。
【００５８】
ロータフレーム１１の一部に該ロータフレーム１１の重心が該ロータフレーム１１の中心から偏心するようにウエイト部１３が設けられる。
【００５９】
ウエイト部１３は、均一な厚みの円板部１１ｂと円筒部１１ｃからなるロータフレーム１１の不足形状を実質的に補うと共にリングマグネット９を支持できる形状であれば任意の形状を採り得る。
【００６０】
リングマグネット９は、任意の磁性材料、例えば、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、サマリウム（Ｓｍ）、コバルト（Ｃｏ）等から形成され、Ｎ極とＳ極を有する一対のマグネットを環状に複数対連設した形状のリングマグネットとして構成され、前記ウエイト部１３を含む前記ロータフレーム１１の内側に設けられる。
【００６１】
リングマグネット９は最低限１個で構成できる。１個の場合、多極に着磁する。但し、軸中心から半径方向にＮＳ又はＳＮと着磁した１磁極対のマグネットを１０個、内周面に沿って交互に異なる磁極となるようにリング状に連設して一体化する形態も「１個のリングマグネット」の概念に含める。
【００６２】
リングマグネット９はロータフレーム１１およびウエイト部１３に接着剤により固着される。
【００６３】
実施例１では、リングマグネット９のＮ極またはＳ極の単一磁極の回転方向長さ（円弧長）はすべて同じに形成されている。
【００６４】
カバー３は、非磁性材の金属、例えばＳＵＳ（ステンレス）３０３等からなり、コ字形断面を有し、全体が、円板部３ａとその周囲に直角に立設した円筒部３ｂからなるカップ状に構成される。
【００６５】
図６は、本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置の回路図である。図６は、２電源切換方式の、定電流チョッパ駆動回路の例を示す。
【００６６】
図６の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置２１は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）２２と、ステッピングモータの駆動回路を示す。ＭＰＵ２２と該駆動回路はＩＣチップに搭載される。該駆動回路は、制御信号発生回路２３、スイッチング回路２４、電流チョッパ回路２７、電源遮断回路２８からなる。該駆動回路は、高電圧電源ＶＨと低電圧電源ＶＬに接続されている。ＭＰＵ２２と制御信号発生回路２３をまとめて制御回路３０と表す。
【００６７】
高電圧電源ＶＨは電流チョッパ回路２７のトランジスタ３１によりコイル８への給電路を遮断可能に接続されている。低電圧電源ＶＬは、高電圧電源ＶＨが給電路から遮断されたとき有効になるように、ダイオード３８を介して給電路に接続されている。両電源を遮断するときは、電源遮断回路２８のトランジスタ３７をＯＦＦにする。
【００６８】
制御信号発生回路２３は、ＭＰＵ２２からの制御指令に基づいて各種信号を作成し、制御対象の素子等へ出力する。
【００６９】
具体的には、制御信号発生回路２３は、
（１）１相のバイポーラ方式のコイル８に駆動パルスを印加するために、スイッチング回路２４のパワートランジスタ２５ａ〜２５ｄそれぞれに所定のタイミングでゲート信号（駆動パルス）を出力し、
（２）電流チョッパ回路２７のトランジスタ３４を常時ＯＮにし、トランジスタ３１を常時ＯＦＦにして、コイル８に印加される電源を低電圧電源ＶＬに切り替えるために、駆動パルスの出力をＯＦＦ（停止）するタイミングに合わせて電流チョッパ回路２７の基準電圧Ｖｒを低電圧又はゼロボルトに強制的に変更する信号を出力し、
（３）コイル８に流れる電流を一定値の電流とするために、コイル８に印加される電源が高電圧電源ＶＨのとき、比較器３６の基準電圧Ｖｒを所望のトルクを発生することができる定電流値に対応する電圧に設定する信号を出力し、
（４）コイル８にかかる電源電圧をゼロボルトに落とすために、電源遮断回路２８のトランジスタ３７にＯＦＦ信号を出力する。
【００７０】
使用するトランジスタやスイッチング素子としては、例えばＭＯＳＦＥＴのような電流容量の大きなパワートランジスタであれば任意のものでよい。基準電圧Ｖｒは外部信号に応じて電圧値が変化する形態のものとする。
【００７１】
スイッチング回路２４は、パワートランジスタ２５ａと２５ｂ、２５ｃと２５ｄのそれぞれの直列回路と、２個のクランプダイオード２６の直列回路の１対にモータ１相分のコイル８がバイポーラコイル方式に接続されている。コイル８は図１の１相のステッピングモータのコイルを構成する。
【００７２】
電流チョッパ回路２７は、コイル８に印加される電源が高電圧電源ＶＨのとき、コイル８に流れる電流を抵抗Ｒで電圧として検出し、検出電圧を比較器３６で基準電圧Ｖｒと比較し、その偏差分でクランプダイオード３５でクランプされたトランジスタタ３４のベース電位を制御し、高電圧電源ＶＨをスイッチング回路２４へ切り替えて供給し、コイル８に流れる電流を一定値の電流とする。このとき、比較器３６の基準電圧Ｖｒを所望のトルクを発生することができる定電流値に対応する電圧に設定する。ＭＰＵ２２からの制御信号により、制御信号発生回路２３を介してパワートランジスタ２５ａ、２５ｂ、２５ｃと２５ｄがゲート制御される。ＭＰＵ２２は、比較器３６の基準電圧Ｖｒを制御し、トランジスタ３１をＯＮ，ＯＦＦして高電圧電源ＶＨの給電路への接続又は遮断を行う。
【００７３】
また、電流チョッパ回路２７は、制御信号発生回路２３からの駆動パルスの供給をＯＦＦ（停止）するタイミングに合わせて電流チョッパ回路２７の基準電圧Ｖｒを低電圧又はゼロボルトに強制的に変更する信号を受けて、トランジスタ３４を常時ＯＮにし、トランジスタ３１を常時ＯＦＦにして、コイル８に印加される電源を低電圧電源ＶＬに切り替える。
【００７４】
電源遮断回路２８は、そのトランジスタ３７に制御信号発生回路２３からのＯＦＦ信号を受けて、コイル８にかかる電源電圧をゼロボルトに落とす。
【００７５】
ＭＰＵ２２は、停止制御プログラム、駆動制御プログラム、定電流制御プログラム等のプログラムに従って制御信号発生回路２３を介してトランジスタ３１をチョッパとして動作させ、例えばＰＷＭ（パルス幅）制御する。発生トルクを大きくするために定電流制御が好ましい。
【００７６】
以下に説明する停止時の制動制御はＭＰＵ２２が備えるプログラムに従って実行される。
【００７７】
（停止時の制動制御）
本発明の停止制御は、主には停止のための制動制御の手順が重要になる。停止制御は、制動解除後のロータのすべり（惰性で回転すること）を考慮して、所定のタイミングまで制動を掛け、制動を外した後惰性で回転させ、所定の安定位置に停止させる態様をとる。
停止制御時、駆動パルスの供給を停止すると同時に電源電圧を高電圧から低電圧に下げる制御を行うが、これは駆動パルスの供給を停止すると、コイルに流れる電流の向きの切り替わりが無くなるため、電流値が大きくなり、過電流状態となることを阻止するため行われる。即ち、駆動パルスの供給を停止するときに、モータのコイルに供給する電流の値が許容電流の値以下に低減するように駆動電圧を低減させる。前記のような過電流状態が発生しない設定になっているのであれば、電源の２段階切替制御は必要なくなる。
【００７８】
このことから、過電流状態の発生を考慮しなくてもよい普通の状況では、電源の２段階切替制御は必要としない。ただし、過電流状態の発生を考慮しなくてはならない状況では、電源の２段階切替制御を行う制御となる。
【００７９】
以下は、手順の開示を優先し、電源の２段階切替制御を行う停止制御について説明する。従って、電源の２段階切替制御を必要としない場合は、該当の手順を削除した手順のフローになる。
【００８０】
図７は、本発明の他の型式のモータのためのステッピングモータ停止制御装置における停止時間制御の説明図である。図７（ａ）は停止時間対制動時間特性図、図７（ｂ）は制御動作の時間経過を示す説明図、である。
【００８１】
図７は、モータ形状が、直径（φ）が１０ｍｍ、高さ（Ｈ）が３ｍｍ、回転速度８５００ｒｐｍのステッピングモータにウエイトとして０．３４ｇのウエイトを付けたときの停止時の制動制御の信号特性を示す図である。
【００８２】
図７の例のモータ形状に応じて予め最適制動時間３０ｍｓをレジスタに記憶させておく。
【００８３】
通常回転時には、ＭＰＵ２２により、モータのコイルに高速回転用の高電圧の駆動電圧（実施例１の場合、２．６Ｖ）を印加した状態で、回転数に合わせた駆動パルスをスイッチング回路のパワートランジスタに供給し、図示の振動波形の振動数が発生するようにウエイトを回転駆動している。
【００８４】
この状態から、ＭＰＵ２２がプログラムに従って停止制御モードの手順（ステップ）を実行する。制御信号発生回路２３はＭＰＵ２２からの停止制御モードの手順の実行により出力される指令に基づき各スイッチング素子等に必要な信号を出力する。
【００８５】
停止制御モードの手順は以下のフローになる。図１は本発明の停止制御モードのフローチャートである。
停止制御モード：
予め該当するモータ形状の最適制動時間をＭＰＵ２２のレジスタにセットしておく。
ＭＰＵ２２は、以下のフローに従って一連の指令を制御信号発生回路に出力する。次段の制御信号発生回路は一連の指令に基づき必要な信号を作成し、各制御対象に出力し、必要な動作を実行させる。
１．スタート：
２．ステップ１：
同時に以下の（１）（２）（３）を開始する。
（１）図７のｔ１のタイミングで駆動パルスの供給を停止し、
（２）駆動電源としての高電圧電源ＶＨを遮断し、低電圧電源ＶＬを有効にする。
【００８６】
〔実施例１の場合、電流チョッパ回路２７のトランジスタ３１をＯＦＦにし、低電圧電源ＶＬを有効にする。この結果、電源電圧は２．６Ｖ→２．２Ｖに下がる。これは、駆動パルスの供給を停止することにより、コイルに流れる電流は、切換時の立ち上がり特性が無くなり、常時電流が流れるようになるため、電流値が大きくなる。この電流値は許容電流の値以下に抑える必要があり、また、位置保持のための電流は小さな値でよいため、駆動電圧を下げて、消費電力を小さくする。このとき、コイルに流れる電流により制動が掛かる。〕
（３）時間カウンタ（図示省略）のカウントを開始する。
３．ステップ２：
時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったか否か比較し、時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったときは、次のステップ３へ進む。時間カウンタのカウント値＝最適制動時間にならなかったときは、連続してステップ２を実行する。
４．ステップ３：
低電圧電源ＶＬを遮断する。
〔図７のｔ１から最適制動時間の３０ｍｓ経過時のｔ２のタイミングで駆動電圧を０（ゼロ）Ｖに落とす（実施例１の場合、２．２Ｖ→０Ｖ）。これにより制動が解除される。このとき、ウエイトの振動波形に見られるように減衰振動途中にある。このため、ロータは惰性で回転し、自然に安定位置で停止する。停止のタイミングｔ３は、多少振動が残るが、安定位置に戻る程度の振動となる点を意味する。ｔ１からｔ３までの間隔は、完全制動時の停止時間の８８ｍｓとなる。〕
５．ストップ：
最適制動時間を変化させても停止時間がほとんど変化しない区間は、ウエイトの回転モーメントに対して制動力はそれほど大きな力とはなっていないことを示唆していると共に、ウエイトが偏心ウエイトなので、電源を切ると、振動が極端に減衰しやすいことによるものと考えられる。安定位置に停止するので、起動はスムーズに行うことができる。
【００８７】
以上の制御によれば、パルス停止時のタイミングｔ１からの制動時間を長くすると停止時間が短くなるが、３０ｍｓ程度で停止時間は飽和することになる。この結果、所望の停止制御動作を行わせるために、完全停止までは制動を掛ける必要がなくなる。
【実施例２】
【００８８】
図８は、本発明の他の型式のモータのためのステッピングモータ停止制御装置における停止時間制御の説明図である。図８（ｂ）は制御動作の時間経過を示す説明図、図８（ａ）は停止時間対制動時間特性図である。
【００８９】
図８は、モータ形状が、直径（φ）が１２ｍｍ、高さ（Ｈ）が２ｍｍ、回転速度９５００ｒｐｍのステッピングモータにウエイトとして０．２６ｇのウエイトを付けたときの停止時の制動制御の信号特性を示す図である。
【００９０】
図８の例のモータ形状に応じて予め最適制動時間１００ｍｓをレジスタに記憶させておく。
【００９１】
通常回転時には、ＭＰＵ２２により、モータのコイルに高速回転用の高電圧の駆動電圧（実施例２の場合、２．６Ｖ）を印加した状態で、回転数に合わせた駆動パルスをスイッチング回路のパワートランジスタに供給し、図示の振動波形の振動数が発生するようにウエイトを回転駆動している。
【００９２】
この状態から、ＭＰＵ２２がプログラムに従って停止のための制動制御を指令する。
この指令に伴って、制御回路を介して以下の停止制御モードの手順を実行する。
【００９３】
停止制御モード：
予め該当するモータ形状の最適制動時間１００ｍｓをＭＰＵ２２のレジスタにセットしておく。
【００９４】
ＭＰＵ２２は、以下のフローに従って一連の指令を制御信号発生回路に出力する。次段の制御信号発生回路は一連の指令に基づき必要な信号を作成し、各制御対象に出力し、必要な動作を実行させる。
【００９５】
１．スタート：
２．ステップ１：
同時に以下の（１）（２）（３）を開始する。
（１）図８のｔ１のタイミングで駆動パルスの供給を停止し、
（２）駆動電源として高電圧電源ＶＨを遮断し、低電圧電源ＶＬを有効にする。
【００９６】
〔実施例２の場合、電流チョッパ回路２７のトランジスタ３１をＯＦＦにし、低電圧電源ＶＬを有効にする。この結果、電源電圧は２．６Ｖ→２．２Ｖに下がる。これは、駆動パルスの供給を停止することにより、コイルに流れる電流は、切換持の立ち上がり特性が無くなり、常時電流が流れるようになるため、電流値が大きくなる。この電流値は許容電流の値以下に抑える必要があり、また、位置保持のための電流は小さな値でよいため、駆動電圧を下げて、消費電力を小さくする。コイルに流れる電流により制動が掛かる。〕
（３）時間カウンタ（図示省略）のカウントを開始する。
３．ステップ２：
時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったか否か比較し、時間カウンタのカウント値＝最適制動時間になったときは、次のステップ３へ進む。時間カウンタのカウント値＝最適制動時間にならなかったときは、連続してステップ２を実行する。
４．ステップ３：
低電圧電源ＶＬを遮断する。
〔図８のｔ１から最適制動時間の１００ｍｓ経過時のｔ２のタイミングで駆動電圧を０（ゼロ）Ｖに落とす（実施例２の場合、２．２Ｖ→０Ｖ）。これにより制動が解除される。このとき、ウエイトの振動波形に見られるように減衰振動途中にある。このため、ロータは惰性で回転し、自然に安定位置で停止する。停止のタイミングｔ３は、多少振動が残るが、安定位置に戻る程度の振動となる点を意味する。ｔ１からｔ３までの間隔は、完全制動時の停止時間の１５５ｍｓとなる。〕
５．ストップ：
図８（ａ）は、図８（ｂ）の説明図において、最適制動時間（ｔ２−ｔ１）を異なる６値（０ｍｓ、５０ｍｓ、１００ｍｓ、１１０ｍｓ、１２０ｍｓ、１３０ｍｓ）としたときの停止時間を求めた結果を特性曲線として表したものである。図８（ａ）の特性は以下の表４のようになる。
【００９７】
【表４】
2007181329.tif 000006
【００９８】
図８（ａ）から、制動を掛けない状態、即ち、制動時間が０ｍｓの停止時間から制動時間が増加しても停止時間がほとんど増加しない、換言すると、停止時間が略一定になる特性の始まる点Ａ５の制動時間までの傾きＪＡは、−（４００−１５５）／１００＝−２４５／１００＝−２．４５、換言すると−２８°となる。
【００９９】
このデータから、上記モータ形状（φ１０＊Ｈ３）と異なるモータ形状（φ１２＊Ｈ２）であっても、上記モータ形状（φ１０＊Ｈ３）のものと同じような停止時間対制動時間特性を示す。
（実施例１および２のまとめ）
以上の検討結果から、モータ形状に拘わらず、
（１）制動を掛けない状態、即ち、制動時間が０ｍｓの停止時間から、制動時間が増加しても停止時間がほとんど増加しない点、即ち、停止時間が略一定になる特性の始まる点Ａｎの制動時間までの傾きは、略一定となる。また、
（２）点Ａｎ以後の制動時間が増加しても停止時間がほとんど増減しない制動時間も存在する。
【０１００】
従って、モータは、点Ａｎにおいて制動を解除し、惰性で回転させてやれば、その時点では停止し易い回転数に落ちていることから、バランスよく安定位置に停止することができる。
【０１０１】
以上述べた実施例において、機能を変更しない限りにおいて、構成要素の変更が可能である。  
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御方法および停止制御装置の停止制御モードのフローを示す説明図である。
【図２】表１の制動時間と停止時間の関係をグラフにしたものである。
【図３】本発明のウエイト質量と時間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の停止制御時の電圧切替制御を説明する説明図である。
【図５】１相の振動発生用ステッピングモータの構成図である。
【図６】本発明の振動発生用ステッピングモータの停止制御装置の回路図である。
【図７】本発明の一型式のモータのためのステッピングモータ停止制御装置における停止時間制御の説明図である。
【図８】本発明の他の型式のモータのためのステッピングモータ停止制御装置における停止時間制御の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    アウターロータ型振動発生用ステッピングモータ
２    インターフェース基板
３    カバー
３ａ    円板部
３ｂ    円筒部
４    ロータ
５    ステータ
６    ステータヨーク
６ａ    第１ステータヨーク
６ｂ    第２ステータヨーク
６ｃ    第３ステータヨーク（センターヨーク）
６ｄ    開口
６ｅ    切れ込み
６ｆ    円板部
６ｇ    円筒部
６ｈ    極歯
７    コイルボビン
８    コイル
９    リングマグネット
１０    シャフト
１０ａ    細径突部
１１    ロータフレーム
１１ａ    開口
１１ｂ    円板部
１１ｃ    円筒部
１２    軸受
１３    ウエイト部
２１    停止制御装置
２２    ＭＰＵ
２３    制御信号発生回路
２４    スイッチング回路
２５ａ〜２５ｄ    パワートランジスタ
２６、３２、３５、３８    ダイオード
２７    電流チョッパ回路
２８    電源遮断回路
３０    制御回路
３１、３４、３７  トランジスタ
３３    抵抗
３６    比較器
【図１】
2007181329.tif 000007
【図２】
2007181329.tif 000008
【図３】
2007181329.tif 000009
【図４】
2007181329.tif 000010
【図５】
2007181329.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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