(57)【要約】【課題】より効率の良いミシンのステッピングモータの駆動装置を提供する。【解決手段】ステッピングモータの駆動装置７は、コイル４，５と電源装置６とを接続するＦＥＴ１１〜１４を有するＨブリッジ回路と、ＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦを制御することでコイル４，５に流れる電流を制御する駆動回路２０と、を備え、駆動回路２０は、ステッピングモータ１の停止時に、コイル４，５の自己誘導による電流を当該コイル自体に還流させる。【選択図】図２
2009095148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータのコイルの両端をそれぞれ電源装置の陽極に接続する二つのスイッチング素子と、前記コイルの両端をそれぞれアースに接続する二つのスイッチング素子と、を有するＨブリッジ回路と、
前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することで当該コイルに流れる電流を定電流に制御する駆動回路と、を備え、
前記駆動回路は、前記ステッピングモータが駆動する場合に前記ステッピングモータのコイルに所定の駆動用電流が流れるよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、
前記ステッピングモータが停止状態の場合に前記ステッピングモータのコイルに所定の停止用電流が流れるよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するミシンのステッピングモータの駆動装置において、
前記駆動回路は、前記ステッピングモータが停止状態の場合に、前記コイルの自己誘導によって当該コイルから流れる電流が当該コイル自体に還流するよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とするミシンの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、ミシンのステッピングモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステッピングモータは回転軸の角度を正確に位置決めできる電動機として知られており、ミシンにも多く用いられている。ステッピングモータにはその構成によって多くの種類があるが、一般的には二つのコイルが互いに異なる励磁タイミングで励磁されることで駆動する二相ステッピングモータが知られている。
【０００３】
図１３は、従来技術によるステッピングモータ１００を示す説明図である。図１４は、ステッピングモータのコイル１０４，１０５に流れる電流のパターンを示す説明図である。なお、図１４（ａ）はステッピングモータ１００の回転角度ごとの励磁パターンを示す説明図であり、図１４（ｂ）はそれぞれの励磁パターンにおける電流値の詳細を示す説明図である。
ステッピングモータ１００は、永久磁石等の磁性体からなり回転自在に支持された回転子１０２と、回転子１０２の外周部近傍に設けられた二つのコイル１０４，１０５と、を備えている。コイル１０４，１０５は、図示しない駆動回路によって図１４（ａ）に示す励磁パターンに対応した電流が流れることで励磁され、回転子１０２が当該励磁パターンに対応した回転角度となることでステッピングモータ１００の回転角度が制御される。このとき、図１４（ａ）のプラスの電流値は図１３の矢印ａ、ｃ方向の電流を示し、マイナスの電流値は矢印ｂ、ｄ方向の電流を示す。コイル１０４，１０５に流れる電流の方向の制御及び電流値の維持は、コイル１０４，１０５にそれぞれ設けられたＨブリッジ回路のＦＥＴ１１１〜１１４（図１５参照）のＯＮ／ＯＦＦ制御によって決定される。
【０００４】
図１５は矢印ａ方向に電流が流れる場合のコイル１０４（１０５）に接続されたＦＥＴ１１１〜１１４のＯＮ／ＯＦＦと電流の方向との関係を示す説明図である。図１５（ａ）は電源装置による電流がコイル１０４（１０５）に流れている場合、図１５（ｂ）はコイル１０４（１０５）の自己誘導による電流がコイルに流れている場合を示す。
ＦＥＴ１１１〜１１４は電界効果コンデンサであり、ＦＥＴ１１１，１１２の一方の端子がコイル１０４の一方の端子と接続され、ＦＥＴ１１３，１１４の一方の端子がコイル１０４の他方の端子と接続されている。また、ＦＥＴ１１１，１１３の他方の端子は電源装置１０６の陽極１０６ａに接続され、１１２，１１４の他方の端子はアース１０６ｂに接続される。つまり、コイル１０４はＦＥＴ１１１〜１１４によるＨブリッジ回路によって電源装置と接続されている。また、ＦＥＴ１１１〜１１４のゲート端子は図示しないＰＷＭ回路と接続されており、ＰＷＭ回路のＰＷＭ信号によってＦＥＴ１１１〜１１４のＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。また、図示しないが、コイル１０４に流れる電流検出装置が設けられており、ＰＷＭ回路にコイル１０４を流れる電流値がフィードバックされる。なお、コイル１０５についてもコイル１０４と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０００５】
まず、図１５（ａ）に示すように、ＦＥＴ１１１、１１４がＯＮとなり、ＦＥＴ１１２，１１３がＯＦＦとなることで、電源装置１０６からの電流が矢印ａ１方向へと流れる。つまり、コイルに流れる電流の方向はａとなる。目標となる電流値Ｇを上回るまで電源装置１０６による電流が流されると、電流値が目標となる電流値Ｇを超えてしまわないよう、ＦＥＴ１１１，１１４がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１１２，１１３がＯＮとなる。このとき、コイル１０４には自己誘導による矢印ａ方向の電流が生じる。一方、電源装置１０６の電圧による電流の方向は矢印ｂ１方向つまりコイル１０４の自己誘導による電流の方向である矢印ａ方向とは逆方向となる。このとき、自己誘導による起電力の電圧の方が電源装置１０６の電圧よりも高いので、電流は矢印ａ２方向に流れる。よって、コイル１０４には矢印ａ方向に電流が流れるものの、電源装置１０６の電圧が抵抗となって次第に減衰する。当該自己誘導による電流の減衰により、目標となる電流値Ｇを下回ると、再びＦＥＴ１１１、１１４がＯＮとなり、ＦＥＴ１１２、１１３がＯＦＦとなることで電源装置による矢印ａ方向の電流がコイル１０４に流れる。その後、コイル１０４を流れる電流が目標となる電流値Ｇを超えると再びＦＥＴ１１１，１１４がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１１２，１１３がＯＮとなることでコイル１０４の自己誘導による矢印ａ方向の電流が流れる。つまり、上述のＦＥＴ１１１〜１１４のＯＮ／ＯＦＦの切替パターンを繰り返すことによってコイル１０４に矢印ａ方向の電流が流れる。このとき、コイル１０４に流れる電流をほぼ一定に維持する制御において、電源装置１０６による電流が流れる時間ｔ１とコイル１０４の自己誘導による電流が流れる時間ｔ２とはほぼ同一である。
【０００６】
上述のＦＥＴ１１１〜１１４のＯＮ／ＯＦＦの切替によるコイル１０４の電流の制御はステッピングモータ１００の停止時にも行われている。つまり、ステッピングモータ１００が停止している際に回転子１０２の回転角度を維持するために、コイル１０４，１０５を励磁している。また、コイル１０４，１０５は励磁される際即ち電流が流れる際に発熱を伴う。よって、ステッピングモータ１００のコイル１０４，１０５はステッピングモータ１００の停止時であっても電源装置１０６の電力を消費すると共に発熱する。かようなステッピングモータ１００の停止時におけるコイル１０４，１０５の電力消費及び発熱はエネルギー効率上の無駄が多く、またコイル１０４，１０５の発熱はステッピングモータ１００の劣化を早めるといった問題点がある。このため、ステッピングモータ１００の停止時における電力消費及び発熱について改善が望まれていた。その一手段として、ステッピングモータの駆動負荷に応じてスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う信号の周期を下げることでコイルに流れる平均電流を下げて発熱及び電力消費を抑えるステッピングモータの駆動回路の構成が知られている（例えば特許文献１）。また、ステッピングモータ１００を回転駆動する際の電流に対して、ステッピングモータ１００を停止して回転子の回転角度を維持する際の電流を小さく設定することで消費電力及びコイルの発熱を抑える方法も従来より知られている。
【特許文献１】特公平９−１６３７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１をはじめとする従来のステッピングモータの駆動回路によるステッピングモータ１００の停止中のコイル１０４，１０５の電流制御では、コイル１０４，１０５の自己誘導による電流が流れる際に電源装置１０６による逆向きの電圧がかかっているため、コイル１０４の自己誘導による電流の減衰が早かった。このため、電源装置からコイルに電流を流す割合を低減することができず、ステッピングモータ１００の停止時であっても電力消費を十分に低減できないといった問題があった。
また、自己誘導による電流の減衰が早いので、コイル１０４，１０５に流れる電流値を一定に保つための電流値の制御における電流値の上下のぶれ（リップル）が大きくなる。このため、ステッピングモータ１００の停止中であってもコイル１０４，１０５の発熱が大きいといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑み、より効率の良いミシンのステッピングモータの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、ステッピングモータのコイルの両端をそれぞれ電源装置の陽極に接続する二つのスイッチング素子と、前記コイルの両端をそれぞれアースに接続する二つのスイッチング素子と、を有するＨブリッジ回路と、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することで当該コイルに流れる電流を定電流に制御する駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記ステッピングモータが駆動する場合に前記ステッピングモータのコイルに所定の駆動用電流が流れるよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御し、前記ステッピングモータが停止状態の場合に前記ステッピングモータのコイルに所定の停止用電流が流れるよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するミシンのステッピングモータの駆動装置において、前記駆動回路は、前記ステッピングモータが停止状態の場合に、前記コイルの自己誘導によって当該コイルから流れる電流が当該コイル自体に還流するよう前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、ステッピングモータが停止状態の場合に、コイルの自己誘導による電流が当該コイル自体に還流する。このとき、自己誘導による電流が流れる際には、従来のように電源装置の電圧が当該自己誘導による電流を減衰させることがない。つまり、自己誘導による電流の時間当たりの減衰の度合いが従来技術によるミシンのステッピングモータの駆動装置によるコイルの電流制御に比して大幅に緩やかになる。よって、ステッピングモータの停止中にコイルに流れる電流をほぼ一定に維持する際、当該自己誘導による電流の減衰が大幅に緩やかになるので、電源装置からコイルに電流を流す割合を自己誘導による電流をコイルに流す時間に比して小さくすることが可能となる。よって、ステッピングモータの停止時であっても電力消費を十分に低減できないといった従来技術の問題点を解消でき、ステッピングモータの消費電力が大幅に削減でき、エネルギー効率のよいミシンのステッピングモータの駆動装置を提供できる。
また、上述のように電源装置からコイルに電流を流す割合を自己誘導による電流をコイルに流す時間に比して小さくすることができるので、コイルに電源装置による電流が流れることに伴う電流値の上昇幅が減少する。これに伴い、電流値をほぼ一定に維持する制御における電流値の上下のぶれ（リップル）も低減する。これによって、コイルの発熱が大幅に低減する。よって、リップルが大きいことに伴ってコイルの発熱が大きくなるといった従来技術の問題点を解消でき、当該発熱によるステッピングモータの劣化を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（本発明によるミシンのステッピングモータの駆動装置の全体構成）
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明によるステッピングモータの駆動装置７は、ステッピングモータ１のコイル４，５（図１参照）と電源との間に設けられてスイッチング素子として機能するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１１〜１４（図２参照）と、ＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦを制御することでコイル４，５に流れる電流を制御する駆動回路２０（図２参照）と、を有するミシンのステッピングモータの駆動装置である。
【００１２】
（ステッピングモータ）
図１は本発明によるステッピングモータの駆動装置７が接続されたステッピングモータ１の構成を示す説明図である。
ステッピングモータ１は、当該ステッピングモータの回転軸と連結されて回転可能に設けられた円柱状の回転子２と、回転子２の周囲に設けられた円筒状の固定子３と、固定子３の内周部において回転子２に近接する方向に突出して設けられた芯部３ａ、３ｂに巻きつけられて、後述する励磁回路１０による電流制御によって励磁されて回転子２の回転角度を変更／維持するコイル４，５とを備えている。
【００１３】
回転子２は、永久磁石等の磁性体であり、図示しないステッピングモータの回転軸に連結されて回転可能に支持されている。固定子３は、回転子２の周囲に設けられた円筒状の磁性材料（例えば鉄）であり、その内周部に回転子２に近接する方向に突出して設けられた芯部３ａ〜３ｄが設けられている。
コイル４，５は、芯部３ａ、３ｂに巻きつけられた巻線であり、後述する励磁回路１０によって電流が流されることによって励磁されて電磁石として機能する。このときコイル４，５は後述する制御回路４０によるステッピングモータ１の指令回転角度に応じた励磁パターンに対応して励磁される。これによって、磁性体の回転子２がコイル４，５の励磁パターンに応じた回転角度へと回転し、励磁パターンが変化するまで当該回転角度で維持される。即ち、ステッピングモータ１は所謂ＰＭ型の２相ステッピングモータである。制御回路４０及び励磁パターンについては後述する。
【００１４】
なお、後述する励磁回路１０によって流されるコイル４，５の電流の方向は、当該励磁回路１０の駆動に応じて変化する。即ち、ステッピングモータ１は所謂バイポーラ型のステッピングモータである。
【００１５】
（ステッピングモータの駆動装置）
次に、ステッピングモータの駆動装置７について詳細に説明する。
ステッピングモータの駆動装置７は、ステッピングモータ１の駆動／停止及び回転角度を制御する。ステッピングモータの駆動装置７は、図１に示すように、ステッピングモータ１のコイル４，５のそれぞれに設けられてコイル４，５に流れる電流の制御を行う二つの励磁回路１０と、ステッピングモータ１の駆動／停止制御及び回転角度制御を行う制御回路４０と、を備えている。制御回路４０については後述する。
図２はステッピングモータのコイル４，５と電源装置６とを接続する励磁回路１０の構成を示す回路図である。
励磁回路１０は、コイル４，５の両端子にそれぞれ並列して二つずつ設けられた「スイッチング素子」として機能するＦＥＴ１１〜１４と、ＦＥＴ１１〜１４のそれぞれと並列に接続されたダイオード１５〜１８と、ＦＥＴ１１〜１４に接続されてＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦを制御することでコイル４，５に流れる電流を制御する駆動回路２０と、を備えている。
なお、励磁回路１０はコイル４，５のひとつずつにそれぞれ独立して設けられており、その構成及び動作の仕組みは同一である。以下はコイル４に接続された励磁回路１０について記載し、同様の仕組みであるコイル５の励磁回路１０についての記載は省略する。
【００１６】
また、コイル４はＦＥＴ１１〜１４及びダイオード１５〜１８によるＨブリッジ回路を介して電源装置６に接続されている。
電源装置６は直流の電力を供給する電源装置であり、陽極６ａとアース６ｂとを有する。なお、電源装置６はコイル４，５で共用される。つまり、一つの電源装置６に対して二つの励磁回路１０が接続され、コイル４，５に電流が流される。
【００１７】
ＦＥＴ１１〜１４は所謂３端子の電界効果トランジスタであり、ＦＥＴ１１，１２の一方の電極がコイル４の一端と、ＦＥＴ１３，１４の一方の電極がコイル４の他端と接続されている。また、ＦＥＴ１１，１３の他方の電極が電源装置６の陽極６ａと、ＦＥＴ１２，１４の他方の電極がアース６ｂと接続されている。つまり、コイル４とＦＥＴ１１〜１４とによってＨブリッジ回路が構成されている。
また、ＦＥＴ１１〜１４はゲートが駆動回路２０のＰＷＭ出力回路２６と接続されており、後述する駆動回路２０によってゲートに電圧が印加されると、当該電圧の値に応じた電流を電源装置６からコイル４に流す「スイッチング素子」として機能する。なお、ＦＥＴ１１〜１４は双方向の通電が可能である。
【００１８】
ダイオード１５〜１８は、ＦＥＴ１１〜１４のそれぞれと並列に接続されている。また、ダイオードのアノード（陽極）は電源装置６のアース６ｂ側に、カソード（陰極）は電源装置６の陽極６ａ側に接続されている。つまり、電源装置６からの電流がダイオード１５〜１８に流れることはなく、電源装置６による電流の方向とは逆の方向の電流が流れた場合に、当該逆の方向の電流はダイオード１５〜１８を流れる。これによって、当該逆の方向の電流がＦＥＴ１１〜１４に流れることでＦＥＴ１１〜１４が破損することを防ぐ。即ち、ダイオード１５〜１８は、ＦＥＴ１１〜１４の保護回路として機能する。
【００１９】
（駆動回路）
駆動回路２０は、制御回路４０によって出力されたパルス信号ＣＬと方向信号ＤＩＲとを受信して３ビットのコードを出力するカウンタ２１と、カウンタ２１によるコードと制御回路４０によって出力されたＣＨ（カレントハイ）／ＣＤ（カレントダウン）信号とから８ビットの電流指令値とＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを制御する信号Ｐ１、Ｐ２とを出力するデコーダ２２と、デコーダ２２による電流指令値をアナログ値に変換するＤ／Ａコンバータ２３と、後述する電流検出回路３２による検出値に基づいてＤ／Ａコンバータ２３によってアナログ値に変換された電流指令値に補正を加えて出力するエラーアンプ２４と、所定の周波数で三角波Ｈを出力する三角波発生回路２５と、エラーアンプ２４の出力による電流指令値と三角波発生回路２５の出力による三角波とからＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ出力回路２６と、ＰＷＭ出力回路２６とＦＥＴ１１〜１４との間に設けられた二つのＡＮＤ回路２７，２８と、ＰＷＭ出力回路２６とＡＮＤ回路２８との間に設けられたＮＯＴ回路２９と、ＡＮＤ回路２７とＦＥＴ１２との間に設けられたＮＯＴ回路３０と、ＡＮＤ回路２８とＦＥＴ１４との間に設けられたＮＯＴ回路３１と、コイル４に流れる電流値を検出してエラーアンプ２４に出力する電流検出回路３２と、を備えている。
また、駆動回路２０のカウンタ２１とデコーダ２２とは、制御回路４０に接続されている。
【００２０】
まず、制御回路４０について詳細に説明する。
制御回路４０は、ステッピングモータ１の駆動／停止制御及び回転角度の制御するための各種の処理を行う。制御回路４０は、カウンタ２１に対してパルス信号ＣＬと方向信号ＤＩＲを出力すると共に、デコーダ２２に対してＣＨ／ＣＤ信号を出力する。
パルス信号ＣＬは、後述するステップの遷移タイミングを示す信号であり、方向信号ＤＩＲはステッピングモータ１の回転方向を示す信号である。ＣＨ／ＣＤ信号は、ステッピングモータ１の駆動／停止を示す信号である。
【００２１】
ここで、ステッピングモータ１のステップ及び方向信号ＤＩＲとステップの関係について詳細に説明する。
図３はコイル４，５に流される電流のステップと電流値との対応関係を表す説明図である。
図３に示すように、コイル４，５に流れる電流はステップ０〜７の八つのステップに分かれており、コイル４，５にはステップ０〜７のうち何れかのステップに対応した電流が流れる。当該電流は、駆動回路２０によってＦＥＴ１１〜１４が制御されることにより電源装置６から流れる電流であり、ステップ０〜７の電流値はあらかじめ定められている。
なお、図３における線Ｅ、Ｆは電流の値が0[A]であることを示す線であり、電流値が線Ｅ、Ｆより上側（プラス）の場合にコイル４，５には図１の矢印Ａ、Ｃ方向に電流が流れ、電流値が線Ｅ，Ｆより下側（マイナス）の場合にコイル４，５には図１の矢印Ｂ、Ｄ方向に電流が流れる。
【００２２】
このとき、ステッピングモータ１が一方向へ回転（正回転）する際は、コイル４，５の電流値はステップが順に進むよう制御され、ステップ７の後はステップ０へと戻る。一方、正回転とは逆方向の回転（逆回転）の際は、コイル４，５の電流値はステップが戻るよう制御され、ステップ０の後はステップ７へと移る。このとき、とあるステップから次のステップへと遷移するタイミングはパルス信号ＣＬによって指示される。また、ステッピングモータ１の回転方向は、方向信号ＤＩＲによって指示される。
また、各ステップにはステッピングモータ１が回転駆動される場合に用いられる駆動用電流の値とステッピングモータ１が停止している場合に用いられる停止用電流の値とが設けられている。停止用電流はステッピングモータ１が停止している際にステッピングモータ１の回転角度を維持するためにコイル４，５が励磁される際に用いられる。また、停止用電流は駆動用電流に比べて小さな電流値となるよう設定されている。駆動用電流と停止用電流とのいずれを用いるかはＣＨ／ＣＤ信号によって指示される。ＣＨ信号が出力された場合は駆動用電流が、ＣＤ信号が出力された場合は停止用電流が用いられる。
【００２３】
なお、図３に示すように、本実施の形態におけるステッピングモータ１のコイル４，５の励磁パターンは、コイル４とコイル５との関係において、コイル４あるいはコイル５のいずれか一方に励磁されているステップと、コイル４，５の両方に励磁されているステップとが交互に行われる励磁パターンである。即ち、本実施の形態による励磁回路１０では、１−２相励磁方式によるステッピングモータの回転角度制御が行われている。
【００２４】
カウンタ２１は、制御回路４０によって出力されたパルス信号ＣＬと方向信号ＤＩＲとを受信して３ビットのコードをデコーダ２２に出力する。このとき、カウンタ２１はその時点でのステップを管理しており、パルス信号ＣＬを受けたタイミングで方向信号ＤＩＲが示すステッピングモータ１の回転方向に応じて現在のステップから一つ進めたあるいは戻したステップへとステッピングモータ１を駆動するよう示す３ビットのコードをデコーダ２２に出力する。
【００２５】
デコーダ２２は、カウンタ２１によるコードと制御回路４０によって出力されたＣＨ／ＣＤ信号とから８ビットの電流指令値とＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを制御する信号Ｐ１、Ｐ２とを出力する。デコーダ２２は、ＣＨ信号を受けた場合は駆動用電流を、ＣＤ信号を受けた場合は停止用電流を流すよう指示する電流指令値を出力する。つまり、デコーダ２２は、カウンタ２１の出力した３ビットのコードからステップを決定し、ＣＨ／ＣＤ信号から駆動用電流か停止用電流かのいずれか一方を用いることを決定して８ビットの電流指令値を出力する。
【００２６】
図４はデコーダ２２への入力コードと、デコーダ２２から出力される電流指令値並びに信号Ｐ１、Ｐ２との対応関係を示すテーブルである。
図４に示す入力コードのうち、Ｖ，Ｗ，Ｘはカウンタから出力される３ビットのコードであり、ＹはＣＨ／ＣＤ信号を示す値である。Ｙが０のときＣＨ信号とみなされ、Ｙが１のときＣＤ信号と見なされる。
デコーダ２２から出力される８ビットの電流指令値は００Ｈ〜ＦＦＨの範囲の電流値を示す信号であり、各ステップ及び当該ステップにおける駆動／停止に対応した電流値を示す信号が出力される。このうち、Ｃ０Ｈ、Ｅ０Ｈ、４０Ｈ、２０Ｈは駆動用電流であり、９０Ｈ、Ａ０Ｈ、７０Ｈ、６０Ｈは停止用電流である。また、８０Ｈは駆動用電流としても停止用電流としても用いられる。
また、図４に示すように、デコーダ２２は電流指令値を出力すると共に、電流指令値に応じてＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを制御する信号Ｐ１、Ｐ２を出力する。信号Ｐ１はＡＮＤ回路２７に、信号Ｐ２はＡＮＤ回路２８に出力される。信号Ｐ１，Ｐ２とＡＮＤ回路２７，２８とによるＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンの制御については後述する。
【００２７】
Ｄ／Ａコンバータ２３は、デコーダ２２による電流指令値をアナログ値に変換してエラーアンプ２４へと出力する。
エラーアンプ２４は、電流検出回路３２による検出値に基づいてＤ／Ａコンバータ２３によってアナログ値に変換された電流指令値に補正を加えて出力する。電流検出回路３２はコイル４に流れる電流値を検出し、検出値ＦＢとしてエラーアンプ２４へと出力する。エラーアンプ２４は、Ｄ／Ａコンバータ２３によってアナログ値に変換された電流指令値と電流検出回路３２の検出値ＦＢとを比較し、電流指令値よりも検出値ＦＢが小さかった場合は電流指令値を上げる補正を加え、電流指令値よりも検出値ＦＢが大きかった場合は電流指令値を下げる補正を加える。つまり、エラーアンプ２４はコイル４に流れている電流値に応じて電流指令値を補正することにより、コイル４に流れる電流が電流指令値と等しくなるよう制御する。
【００２８】
三角波発生回路２５は、所定の周波数で三角波Ｈを出力する（図５参照）。
ＰＷＭ出力回路２６は、エラーアンプ２４の出力による電流指令値と三角波発生回路２５の出力による三角波とからＰＷＭ信号を出力する。出力されたＰＷＭ信号はＦＥＴ１１〜１４のゲートに印加され、ＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。このときＰＷＭ信号のデューティ比はエラーアンプ２４の出力による電流指令値によって変化する。
【００２９】
図５は、三角波発生回路による三角波と、エラーアンプ２４の出力による電流指令値と、ＰＷＭ出力回路２６によるＰＷＭ信号のデューティ比との対応関係を示す説明図である。
所定の周波数で上下する三角波Ｈに対して、エラーアンプ２４の出力による電流指令値は電流検出回路３２による検出値に応じて補正され、三角波Ｈに対する位置が変動する。このとき、ＰＷＭ信号は三角波Ｈが電流指令値よりも上に位置する際にＯＦＦとなり、三角波Ｈが電流指令値よりも下に位置する際にＯＮとなる。つまり、ＰＷＭ信号のデューティ比は三角波に対する電流指令値の位置によって決定する。例えばエラーアンプ２４の出力による電流指令値Ｉ，Ｊ（Ｉ＞Ｊ）である場合、電流指令値がＩの場合のＰＷＭ信号Ｋのデューティ比は電流指令値がＪの場合のＰＷＭ信号Ｌのデューティ比に対して大きくなる。かようにしてＰＷＭ信号のデューティ比即ちＰＷＭ信号によってＦＥＴ１１〜１４に印加される電圧値が決定する。
【００３０】
ＰＷＭ出力回路２６によるＰＷＭ信号は、ＡＮＤ回路２７，２８とＮＯＴ回路２９〜３１とを介してＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
まず、ステッピングモータ１の駆動時即ちＣＨ信号出力時においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合のＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて後述の図６（ａ）を用いて説明する。
図６は、ステッピングモータ１の駆動時におけるＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図６（ａ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示し、図６（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示す。なお、ＰＷＭ信号がＯＮの場合、ＡＮＤ回路２７，２８及びＮＯＴ回路２９〜３１には１と解される。また、ＦＥＴ１１〜１４に出力された信号が１だった場合は当該ＦＥＴがＯＮされ、ＦＥＴ１１〜１４に出力された信号が０だった場合は当該ＦＥＴがＯＦＦされる。
ＰＷＭ信号がＯＮなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は１となる。また、駆動時なので、図４に示すように信号Ｐ１は１となる。よってＡＮＤ回路２７への入力はともに１となり、ＡＮＤ回路２７の出力は１となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＮとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して０となり、ＦＥＴ１２はＯＦＦとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、駆動時なので図４に示すように信号Ｐ２は１となるものの、ＰＷＭ信号がＯＮであることによる１の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて０となるので、ＡＮＤ回路２８の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１４はＯＮとなる。
つまり、ステッピングモータ１の駆動時においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなり、矢印Ａ１の方向の電流が流れる。よって、コイル４には矢印Ａの方向に電流が流れる。
【００３１】
次に、ステッピングモータ１の駆動時即ちＣＨ信号出力時においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合のＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて、図６（ｂ）を用いて説明する。
駆動時なので、ＡＮＤ回路２７に出力される信号Ｐ１は１であるものの、ＰＷＭ信号がＯＦＦなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は０となる。よってＡＮＤ回路２７の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１２はＯＮとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、ＰＷＭ信号がＯＦＦであることによる０の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて１となる。また、駆動時なので信号Ｐ２は１である。よって、ＡＮＤ回路２８の出力は１となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＮとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して０となり、ＦＥＴ１４はＯＦＦとなる。
つまり、ステッピングモータ１の駆動時においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とがＯＦＦとなり、コイル４には矢印Ｂ１の方向に電流を流そうとする方向に電源装置６による電圧がかかる。一方、コイル４にはＰＷＭ信号がＯＮだった際に矢印Ａ方向に電流が流れている。このため、ＰＷＭ信号がＯＮからＯＦＦに変わり、電源装置６による電流の向きが変わった瞬間に自己誘導による矢印Ａ方向の電流が生じる。当該自己誘導による起電力の電圧は、電源装置６の電圧よりも高いため、電流は矢印Ａ２の方向に流れる。よって、コイル４に流れる電流は矢印Ａ方向となる。
【００３２】
次に、コイル４に流れる電流について詳細に説明する。図７は、ステップ０においてコイル４に駆動用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
ステップ０においてコイル４の電流値がＣ０Ｈに対応する電流値となるとき、まず８０Ｈ（０[A]）からＣ０Ｈに対応する電流値となるまで、図６（ａ）に示すようにＦＥＴ１１及びＦＥＴ１４がＯＮされることによってコイル４に流れる電流値がＯまで上がる。その後、図６（ｂ）に示すようにＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３がＯＮされることによって電源装置６による電流の向きが逆になることにより、コイル４に自己誘導による電流が流れる。当該自己誘導による電流は電源装置６の電圧を受けて次第に減衰し、電流値がＰまで下がる。その後再びＦＥＴ１１及びＦＥＴ１４がＯＮとなり、電流値がＯとなる。その後再びＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３がＯＮとなって電流値がＰまで下がる。この繰り返しにより、コイル４に流れる電流値はＯとＰとの間に維持される。また、このときＣ０Ｈに対応した電流値は、ＯとＰとのほぼ中間に位置するよう制御される。つまり、駆動回路２０はＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とをＯＮとする電流とＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とをＯＮとする電流とを交互にコイル４に流すことによって、コイル４にほぼ一定の電流値Ｃ０Ｈが流れるよう制御する。
このとき、電源装置による電流がコイル４に流れる時間Ｔ１と、コイル４の自己誘導による電流がコイル４に流れる時間Ｔ２との比率はほぼ１：１である。
【００３３】
なお、図７及び上述の説明はステップ０においてコイル４に流れる電流についての記載であるが、ステップ１〜７についても同様の仕組みでコイル４に流れる電流が制御される。また、コイル５についてもコイル４と同様の仕組みで電流が制御されることは言うまでもない。
【００３４】
次に、ステッピングモータ１の停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ０〜２においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合のコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて後述の図８（ａ）を用いて説明する。
図８は、ステッピングモータ１の停止時のステップ０〜２におけるコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図８（ａ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示し、図８（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示す。
ＰＷＭ信号がＯＮなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は１となる。また、ステップ０〜２なので、図４に示すように信号Ｐ１は１となる。よってＡＮＤ回路２７への入力はともに１となり、ＡＮＤ回路２７の出力は１となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＮとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して０となり、ＦＥＴ１２はＯＦＦとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、ＰＷＭ信号がＯＮであることによる１の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて０となり、またステップ０〜２における信号Ｐ２も０であるので、ＡＮＤ回路２８の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１４はＯＮとなる。
つまり、ステッピングモータ１の停止時のステップ０〜２においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなり、矢印Ａ１の方向の電流が流れる。よって、コイル４には矢印Ａの方向に電流が流れる。
【００３５】
次に、ステッピングモータ１の停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ０〜２においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合のコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて図８（ｂ）を用いて説明する。
ステップ０〜２における信号Ｐ１は１であるものの、ＰＷＭ信号がＯＦＦなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は０となる。よってＡＮＤ回路２７の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１２はＯＮとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、ＰＷＭ信号がＯＦＦであることによる０の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて１となるものの、ステップ０〜２における信号Ｐ２は０であるので、ＡＮＤ回路２８の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１４はＯＮとなる。
つまり、ステッピングモータ１の停止時のステップ０〜２においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなり、コイル４の両端子はＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とによって接続された状態となる。
【００３６】
ここで、ステッピングモータ１の停止時におけるコイル４に生じる自己誘導について詳細に説明する。ステッピングモータ１の停止時においてＦＥＴ１１とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなることで電源装置６からの電流が止まると、コイル４の自己誘導による電流の向きはそれまで電流が流れていた方向即ち矢印Ａ方向の電流となる。このとき、コイル４の両端子はＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とによって接続された状態となっているので、当該自己誘導による電流は矢印Ａ３のように、ＦＥＴ１４、ＦＥＴ１２を通ってコイル４に戻る。つまり、コイル４の自己誘導によってコイル４から流れる電流がコイル４自体に還流する。当該自己誘導による電流は、コイル４、ＦＥＴ１２、ＦＥＴ１４による回路が有する電気抵抗によって次第に緩やかに減衰する。
【００３７】
次に、ステッピングモータ１の停止時におけるステップ０の際の電流について詳細に説明する。
図９は、ステップ０においてコイル４に停止用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
ステップ０においてコイル４の電流値が９０Ｈに対応する電流値となるとき、まず８０Ｈ（０[A]）から９０Ｈに対応する電流値となるまで、図８（ａ）に示すようにＦＥＴ１１及びＦＥＴ１４がＯＮされることによってコイル４に流れる電流値がｏまで上がる。その後、図８（ｂ）に示すようにＦＥＴ１２及びＦＥＴ１４がＯＮされることによって自己誘導によって生じた電圧によって電流が流れるが、減衰によって次第に電流値が下がるため、コイル４に流れる電流値がｐまで下がる。その後再びＦＥＴ１１及びＦＥＴ１４がＯＮとなり、電流値がｏとなる。その後再びＦＥＴ１２及びＦＥＴ１４がＯＮとなって電流値がｐまで下がる。この繰り返しにより、コイル４に流れる電流値はｏとｐとの間に維持される。また、このとき９０Ｈに対応した電流値は、ｏとｐとのほぼ中間に位置するよう制御される。つまり、駆動回路２０はＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とをＯＮされることで電源装置６から流れる電流とコイル４の自己誘導による電流とを交互にコイル４に流すことによって、コイル４に９０Ｈに対応したほぼ一定の電流値となるＡ方向の電流が流れるよう制御する。
このとき、ステッピングモータ１の駆動時とは異なり、自己誘導による電流に対しては、当該電流を妨げる電源装置６による電圧が存在しない。よって、図９に示すように、自己誘導による電流の時間に対する減衰の度合いは、電源装置６によって電流が流れる際の電流値の時間に対する変化の度合いに対して大幅に緩やかとなる。よって、電流値をほぼ一定の電流値となるよう制御する際のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦの割合は、ＯＮに対してＯＦＦの時間が大幅に長くなる。つまり、電源装置６による電流がコイルに流れる時間Ｔ３は自己誘導による電流が流れる時間Ｔ４に対して大幅に短くなる。また、電源装置６による電流がコイルに流れる時間の割合が短くなることで、駆動時に比して電流の上下のぶれ（リップル）が小さくなる。つまり、図７における電流値Ｏと電流値Ｐの幅に比して、図９における電流値ｏと電流値ｐの幅は小さくなる。
なお、図９及び上述の説明はステップ０においてコイル４に流れる電流についての記載だが、ステップ１、２についても同様の仕組みでコイル４に流れる電流が制御される。また、コイル５のステップ２〜４についても同様であることは言うまでもない。
【００３８】
次に、ステッピングモータの停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ４〜６においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合のコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて後述の図１０（ａ）を用いて説明する。
図１０は、ステッピングモータ１の停止時のステップ４〜６におけるコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図１０（ａ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示し、図１０（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示す。
ＰＷＭ信号がＯＦＦなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は０となる。また、ステップ４〜６における信号Ｐ１は０である。よってＡＮＤ回路２７の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１２はＯＮとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、ＰＷＭ信号がＯＦＦであることによる０の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて１となり、ステップ４〜６における信号Ｐ２は１であるので、ＡＮＤ回路２８の出力は１となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＮとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して０となり、ＦＥＴ１４はＯＦＦとなる。
つまり、ステッピングモータ１の停止時のステップ４〜６においてＰＷＭ信号がＯＦＦだった場合、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１４とがＯＦＦとなり、矢印Ｂ１の方向の電流が流れる。よって、コイル４には矢印Ｂの方向に電流が流れる。
【００３９】
次に、ステッピングモータの停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ４〜６においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合のコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて図１０（ｂ）を用いて説明する。
ＰＷＭ信号がＯＮなので、ＰＷＭ出力回路２６からＡＮＤ回路２７への出力は１となるものの、図４に示すように信号Ｐ１は０となる。よってＡＮＤ回路２７の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１１はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３０によってＡＮＤ回路２７の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１２はＯＮとなる。
一方、ＡＮＤ回路２８については、図４に示すように信号Ｐ２は１となるものの、ＰＷＭ信号がＯＮであることによって１の出力値がＮＯＴ回路２９によって反転されて０となるので、ＡＮＤ回路２８の出力は０となる。よって、ＦＥＴ１３はＯＦＦとなる。また、ＮＯＴ回路３１によってＡＮＤ回路２８の出力値は反転して１となり、ＦＥＴ１４はＯＮとなる。
つまり、ステッピングモータ１の停止時のステップ４〜６においてＰＷＭ信号がＯＮだった場合、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなり、コイル４の両端子はＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とによって接続された状態となる。このとき、コイル４の自己誘導による電流はステップ４〜６においてＰＷＭ信号がＯＦＦの状態の場合に電源装置６から流れる電流の方向即ちＢ方向に流れ、矢印Ｂ２のように、ＦＥＴ１２、ＦＥＴ１４を介してコイル４自体に還流する。
【００４０】
図１１は、ステップ４においてコイル４に停止用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
ステップ０においてコイル４の電流値が７０Ｈに対応する電流値となるとき、まず８０Ｈ（０[A]）から７０Ｈに対応する電流値となるまで、図１０（ａ）に示すようにＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３がＯＮされることによってコイル４に流れる電流値がｑとなる。その後、図１０（ｂ）に示すようにＦＥＴ１２及びＦＥＴ１４がＯＮされることによって自己誘導によって生じた電圧によって電流が流れるが、減衰によって次第に電流値が下がるため、コイル４に流れる電流値がｒまで減衰する。その後再びＦＥＴ１２及びＦＥＴ１３がＯＮとなり、電流値がｑとなる。その後再びＦＥＴ１２及びＦＥＴ１４がＯＮとなって電流値がｒまで減衰する。この繰り返しにより、コイル４に流れる電流値はｑとｒとの間に維持される。また、このとき７０Ｈに対応した電流値は、ｑとｒとのほぼ中間に位置するよう制御される。つまり、駆動回路２０はＦＥＴ１２とＦＥＴ１３とをＯＮされることで電源装置６から流れる電流とコイル４の自己誘導による電流とを交互にコイル４に流すことによって、コイル４に７０Ｈに対応したほぼ一定の電流値となるＢ方向の電流が流れるよう制御する。
このとき、ステッピングモータ１の駆動時とは異なり、自己誘導による電流に対しては、当該電流を妨げる電源装置６による電圧が存在しない。よって、図１１に示すように、自己誘導による電流の時間に対する減衰の度合いは、電源装置６によって電流が流れる際の電流値の時間に対する変化の度合いに対して大幅に緩やかである。よって、電流値をほぼ一定の電流値となるよう制御する際のＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦの割合は、ＯＦＦに対してＯＮの時間が大幅に長くなる。つまり、電源装置６による電流がコイルに流れる時間Ｔ５は自己誘導による電流が流れる時間Ｔ６に対して大幅に短くなる。また、電源装置６による電流がコイルに流れる時間の割合が短くなることで、駆動時に比して電流の上下のぶれ（リップル）が小さくなる。つまり、図７における電流値Ｏと電流値Ｐの幅に比して、図９における電流値ｑと電流値ｒの幅は小さくなる。
なお、図１１及び上述の説明はステップ４においてコイル４に流れる電流についての記載だが、ステップ５、６についても同様の仕組みでコイル４に流れる電流が制御される。また、コイル５のステップ６，７，０についても同様であることは言うまでもない。
【００４１】
次に、ステッピングモータの停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ３，７におけるコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンについて後述の図１２を用いて説明する。
図１２は、ステッピングモータの停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ３，７におけるコイル４に接続されたＦＥＴ１１〜１４のＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。
ＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦに関らず、図４に示すようにステップ３，７の信号Ｐ１，Ｐ２は０なので、ＡＮＤ回路２７，２８の出力はともに０となる。よって、ＦＥＴ１１、ＦＥＴ１３はＯＦＦとなり、ＮＯＴ回路３０，３１によってＡＮＤ回路２７，２８の出力が反転することでＦＥＴ１２，１４はＯＮとなる。つまり、ＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とがＯＮとなると共に、ＦＥＴ１１とＦＥＴ１３とがＯＦＦとなり、コイル４の両端子はＦＥＴ１２とＦＥＴ１４とによって接続された状態となる。よって、コイル４に電流は流れない。なお、コイル５のステップ１，５も同様であることは言うまでもない。
なお、コイル４、５の一方に電流が流れていないステップの際には、他方のコイルには電流が流れているので、当該他方のコイルによりステッピングモータ１の回転角度は維持される。
【００４２】
（本発明によるミシンのステッピングモータの駆動装置の作用効果）
上述の実施の形態によれば、ステッピングモータ１の停止時に、コイル４，５の自己誘導による電流が当該コイル自体に還流する。このとき、自己誘導による電流が流れる際には、従来のように電源装置６の電圧が当該自己誘導による電流を減衰させることがない。つまり、自己誘導による電流の時間当たりの減衰の度合いが従来技術によるミシンのステッピングモータの駆動装置によるコイルの電流制御に比して大幅に緩やかになる。よって、ステッピングモータ１の停止中にコイル４，５に流れる電流をほぼ一定に維持する際、当該自己誘導による電流の減衰が大幅に緩やかになるので、当該自己誘導による電流をコイル４，５に流す時間に比して電源装置６による電流をコイル４，５に流す時間を大幅に低減させることが可能となる。よって、ステッピングモータの停止時であっても電力消費を十分に低減できないといった従来技術の問題点を解消でき、ステッピングモータの消費電力が大幅に削減でき、エネルギー効率のよいミシンのステッピングモータの駆動装置を提供できる。
また、上述のように自己誘導による電流をコイル４，５に流す時間に比して電源装置６による電流をコイル４，５に流す時間を低減させることができるので、コイル４，５に電源装置による電流が流れることに伴う電流値の上昇幅が減少する。これに伴い、電流値をほぼ一定に維持する制御における電流値の上下のぶれ（リップル）も低減する。これによって、コイルの発熱が大幅に低減する。よって、リップルが大きいことに伴ってコイルの発熱が大きくなるといった従来技術の問題点を解消でき、当該発熱によるステッピングモータの劣化を大幅に低減することができる。
【００４３】
（その他）
なお、上述の実施の形態においては、ＰＭ型２相ステッピングモータのバイポーラ型についての記載であるが、コイルに流れる電流の制御をＦＥＴ等のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御によって行うものであれば、他のステッピングモータでも応用可能である。
また、上述の実施の形態においては、１−２相励磁方式によるステッピングモータの回転角度制御を行っているが、他の励磁方式、例えば１相励磁方式や２相励磁方式にも応用可能である。
また、上述の実施の形態においては、スイッチング素子としてＦＥＴを用いているが、同様の機能を果たすものであれば他のスイッチング素子でもよい。また、駆動回路２０及び駆動回路２０を構成する各部についても、同様の機能を果たすものであれば他の構成を取っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるステッピングモータの駆動装置が接続されたステッピングモータの構成を示す説明図である。
【図２】ステッピングモータのコイルと電源装置とを接続する励磁回路の構成を示す回路図である。
【図３】コイル４，５に流される電流のステップと電流値との対応関係を表す説明図である。
【図４】デコーダへの入力コードと、デコーダから出力される電流指令値並びに信号Ｐ１、Ｐ２との対応関係を示すテーブルである。
【図５】三角波発生回路による三角波と、エラーアンプの出力による電流指令値と、ＰＷＭ出力回路によるＰＷＭ信号のデューティ比との対応関係を示す説明図である。
【図６】ステッピングモータの駆動時におけるＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図６（ａ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示し、図６（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示す。
【図７】ステップ０においてコイルに駆動用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
【図８】ステッピングモータの停止時のステップ０〜２におけるコイルに接続されたＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図８（ａ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示し、図８（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示す。
【図９】ステップ０においてコイル４に停止用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
【図１０】ステッピングモータの停止時のステップ４〜６におけるコイルに接続されたＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。なお、図１０（ａ）はＰＷＭ信号がＯＦＦの場合を示し、図１０（ｂ）はＰＷＭ信号がＯＮの場合を示す。
【図１１】ステップ４においてコイルに停止用電流が流れる場合の電流値の詳細を示す説明図である。
【図１２】ステッピングモータの停止時即ちＣＤ信号出力時のステップ３，７におけるコイルに接続されたＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦパターンを示す説明図である。
【図１３】従来技術によるステッピングモータを示す説明図である。
【図１４】ステッピングモータのコイルに流れる電流のパターンを示す説明図である。なお、図１４（ａ）はステッピングモータの回転角度ごとの励磁パターンを示す説明図であり、図１４（ｂ）はそれぞれの励磁パターンにおける電流値の詳細を示す説明図である。
【図１５】矢印ａ方向に電流が流れる場合のコイルに接続されたＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦと電流の方向との関係を示す説明図である。図１５（ａ）は電源装置による電流がコイルに流れている場合、図１５（ｂ）はコイルの自己誘導による電流がコイルに流れている場合を示す。
【符号の説明】
【００４５】
４，５  コイル
１１〜１４  ＦＥＴ
２１  カウンタ
２２  デコーダ
２３  D／Aコンバータ
２４  エラーアンプ
２５  三角波出力回路
２６  ＰＷＭ出力回路
２７，２８  ＡＮＤ回路
２９〜３１  ＮＯＴ回路
４０  制御回路
【図１】
2009095148.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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