JP2016003877A - モーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法 - Google Patents
モーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ステップモーターを逆転方向に確実に駆動し、かつ、消費電力を低減できるモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法を提供すること。
【解決手段】モーター制御回路37は、ステップモーター50を駆動する駆動回路40を制御して、ステップモーター50のローター52を正転方向に回転させる第1パルスと、第1パルスにより正転方向に回転したローター52を逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部342と、逆転信号によりローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定回路36と、回転判定回路36の判定結果に基づいて、第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部343と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】モーター制御回路37は、ステップモーター50を駆動する駆動回路40を制御して、ステップモーター50のローター52を正転方向に回転させる第1パルスと、第1パルスにより正転方向に回転したローター52を逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部342と、逆転信号によりローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定回路36と、回転判定回路36の判定結果に基づいて、第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部343と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、ステップモーターを制御するモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法に関する。
近年、アナログ電子時計では、多機能化が図られており、これに伴い、指針(時針、分針、秒針等)を反時計回りに回転させる場合がある。
例えば、ストップウォッチ機能を備える時計では、時間計測用の指針を、計測終了時の停止位置から基準位置(例えば12時位置)に戻す際、時計回りよりも反時計回りの方が移動距離が短い場合、指針を反時計回りに回転させて時間短縮や省電力化を図る場合がある。また、複数機能を備え、選択中のモードを指示するモード針を備える時計では、モード針が往復駆動するように設計されているものがあり、このような時計では、モード針を反時計回りにも回転させる必要がある。
指針を反時計回りに回転させる場合、ステップモーターを逆転方向に駆動させる。しかしながら、時計用のステップモーターは、正転方向の回転が主であるため、通常、正転方向へは容易に駆動するが、逆転方向へは容易に駆動しないように設計されている。
このため、ステップモーターを逆転方向に駆動させる際、ステップモーターのローターを、一旦、回転が容易な正転方向に回転させて反動をつけ、その後、逆転方向に回転させる方法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の時計は、ローターを逆転方向に回転させる際、正転パルスP1を与えた後、逆転パルスP2を与え、さらに逆転パルスP3を与えている。
例えば、ストップウォッチ機能を備える時計では、時間計測用の指針を、計測終了時の停止位置から基準位置(例えば12時位置)に戻す際、時計回りよりも反時計回りの方が移動距離が短い場合、指針を反時計回りに回転させて時間短縮や省電力化を図る場合がある。また、複数機能を備え、選択中のモードを指示するモード針を備える時計では、モード針が往復駆動するように設計されているものがあり、このような時計では、モード針を反時計回りにも回転させる必要がある。
指針を反時計回りに回転させる場合、ステップモーターを逆転方向に駆動させる。しかしながら、時計用のステップモーターは、正転方向の回転が主であるため、通常、正転方向へは容易に駆動するが、逆転方向へは容易に駆動しないように設計されている。
このため、ステップモーターを逆転方向に駆動させる際、ステップモーターのローターを、一旦、回転が容易な正転方向に回転させて反動をつけ、その後、逆転方向に回転させる方法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の時計は、ローターを逆転方向に回転させる際、正転パルスP1を与えた後、逆転パルスP2を与え、さらに逆転パルスP3を与えている。
ところで、アナログ電子時計の指針は、時計のサイズやデザインによって、大きさや重さが異なる。このため、指針の慣性モーメントも異なる。しかしながら、特許文献1の時計では、ローターを逆転方向に回転させる逆転信号の各パルス(P1,P2,P3)のパルス幅は固定されており、指針の慣性モーメントに応じて変えることはしていない。
このため、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動できない場合があった。また、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合でもステップモーターを逆転方向に確実に駆動させるため、例えば、慣性モーメントが最大の指針に合わせて逆転信号の各パルスのパルス幅を設定することも考えられる。しかしながら、この場合、慣性モーメントが小さい指針をつけた場合でも、慣性モーメントが最大の指針をつけた場合と同じパルス幅の逆転信号でステップモーターを駆動させることとなるため、消費電力が増大する可能性があった。
このため、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動できない場合があった。また、慣性モーメントが大きな指針をつけた場合でもステップモーターを逆転方向に確実に駆動させるため、例えば、慣性モーメントが最大の指針に合わせて逆転信号の各パルスのパルス幅を設定することも考えられる。しかしながら、この場合、慣性モーメントが小さい指針をつけた場合でも、慣性モーメントが最大の指針をつけた場合と同じパルス幅の逆転信号でステップモーターを駆動させることとなるため、消費電力が増大する可能性があった。
本発明の目的は、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動し、かつ、消費電力を低減できるモーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法を提供することにある。
本発明のモーター制御回路は、ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第1パルスと、前記第1パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部と、前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定部と、前記回転判定部の判定結果に基づいて、前記第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部と、を備えることを特徴とする。
本発明のモーター制御回路は、電子時計を工場から出荷する際等に作動される。まず、逆転信号出力部は、駆動回路を制御して逆転信号を出力させる。逆転信号は、第1パルスと第2パルスとを有する。そして、回転判定部は、逆転信号によりローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定(回転判定)する。そして、パルス幅設定部は、回転判定部での判定結果に基づいて、第1パルスのパルス幅を設定する。
第1パルスは、ローターに反動をつけるパルスであり、ローターを正転方向に1ステップ分未満の範囲で回転させる。ここで、ローターは、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローターを回転させるには、ローターに連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する第1パルスを入力する必要がある。一方、第1パルスはローターに反動をつけるためのパルスであるため、第1パルスで正転方向に回転したローターは第2パルスの入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この第2パルスは、第1パルスで反動をつけられたローターを逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、第2パルスは指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
したがって、例えば、第1パルスのパルス幅を変えながら、前記回転判定を繰り返し行うことで、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、ローターを逆転方向に1ステップ分確実に回転させることができる第1パルスのパルス幅の最小の値を特定できる。したがって、第1パルスのパルス幅を特定した最小の値に設定することで、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
第1パルスは、ローターに反動をつけるパルスであり、ローターを正転方向に1ステップ分未満の範囲で回転させる。ここで、ローターは、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローターを回転させるには、ローターに連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する第1パルスを入力する必要がある。一方、第1パルスはローターに反動をつけるためのパルスであるため、第1パルスで正転方向に回転したローターは第2パルスの入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この第2パルスは、第1パルスで反動をつけられたローターを逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、第2パルスは指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
したがって、例えば、第1パルスのパルス幅を変えながら、前記回転判定を繰り返し行うことで、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、ローターを逆転方向に1ステップ分確実に回転させることができる第1パルスのパルス幅の最小の値を特定できる。したがって、第1パルスのパルス幅を特定した最小の値に設定することで、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
本発明のモーター制御回路において、前記第1パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、前記パルス幅設定部は、前記第1パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最小値に設定し、前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を所定値長くし、前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了することが好ましい。
本発明によれば、パルス幅設定部は、回転判定部で回転しなかったと判定される度に、第1パルスのパルス幅を最小値から所定値ずつ長くする。そして、回転判定部で回転したと判定されると、当該パルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第1パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、回転に必要な第1パルスのパルス幅の最小の値は比較的短くなることが予想されるため、第1パルスのパルス幅を、最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第1パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、回転に必要な第1パルスのパルス幅の最小の値は比較的短くなることが予想されるため、第1パルスのパルス幅を、最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
本発明のモーター制御回路において、前記第1パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、前記パルス幅設定部は、前記第1パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最大値に設定し、前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を所定値短くし、前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を前記所定値長くし、当該パルス幅の設定を終了することが好ましい。
本発明によれば、パルス幅設定部は、回転判定部で回転したと判定される度に、第1パルスのパルス幅を最大値から所定値ずつ短くする。そして、回転判定部で回転しなかったと判定されると、当該パルス幅を所定値長くする。すなわち、当該パルス幅を、1回前に設定した値に戻す。そして、当該パルス幅の設定を終了する。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第1パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、回転に必要な第1パルスのパルス幅の最小の値は比較的長くなることが予想されるため、第1パルスのパルス幅を、最小値から徐々に長くして調整を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
これによれば、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、第1パルスのパルス幅を、ローターが逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、回転に必要な第1パルスのパルス幅の最小の値は比較的長くなることが予想されるため、第1パルスのパルス幅を、最小値から徐々に長くして調整を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記ステップモーターに発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定することが好ましい。
本発明によれば、逆誘起電圧または逆誘起電流を検出することで回転を判定できるため、例えば、ローターの回転を検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、例えば、モーター制御回路が搭載された電子時計のコストを低減できる。
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記第2パルスが出力された後の所定期間に、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転しなかった場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したと判定し、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転した場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定することが好ましい。
ローターは、逆転信号によって逆転方向に1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧または逆誘起電流は反転しない(0Vまたは0Aを跨いで遷移しない)。一方、逆転信号によって1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転する(0Vまたは0Aを跨いで遷移する)。
したがって、回転判定部は、前記所定期間に、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転しなかった場合、ローターが1ステップ分回転したと判定し、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転した場合、ローターが1ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
また、逆誘起電圧または逆誘起電流が0Vまたは0Aを跨いで遷移したかを検出すればよいので、回転判定部の処理を簡略化できる。
したがって、回転判定部は、前記所定期間に、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転しなかった場合、ローターが1ステップ分回転したと判定し、逆誘起電圧または逆誘起電流が反転した場合、ローターが1ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
また、逆誘起電圧または逆誘起電流が0Vまたは0Aを跨いで遷移したかを検出すればよいので、回転判定部の処理を簡略化できる。
本発明のモーター制御回路において、前記回転判定部は、前記第2パルスが出力された後の所定期間における前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値未満となる場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定することが好ましい。
ここで、逆誘起電圧または逆誘起電流の最大値とは、プラス方向の大きさが最大となる値であり、最小値とは、プラス方向の大きさが最小となる値である。すなわち、逆誘起電圧または逆誘起電流がマイナスの場合には、マイナス方向の大きさが最大となる値が前記最小値となる。
ローターは、逆転信号によって逆転方向に1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧または逆誘起電流の最大値と最小値との差は比較的小さくなる。一方、逆転信号によって1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差は比較的大きくなる。
したがって、回転判定部は、前記所定期間における逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差が、前記所定の閾値未満となる場合、ローターが1ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、ローターが1ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
ローターは、逆転信号によって逆転方向に1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧または逆誘起電流の最大値と最小値との差は比較的小さくなる。一方、逆転信号によって1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差は比較的大きくなる。
したがって、回転判定部は、前記所定期間における逆誘起電圧または逆誘起電流の前記差が、前記所定の閾値未満となる場合、ローターが1ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、ローターが1ステップ分回転しなかったと判定することで、ローターの回転、非回転を精度よく判定できる。
本発明の電子時計は、上記モーター制御回路と、前記ステップモーターと、前記ステップモーターで駆動される指針と、を備えることを特徴とする。
上記モーター制御回路によれば、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できるため、当該モーター制御回路を備えた電子時計の信頼性を向上し、かつ、消費電力を低減できる。
本発明は、ステップモーターを制御するモーター制御回路のモーター制御方法であって、前記ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第1パルスと、前記第1パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力ステップと、前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定ステップと、前記回転判定ステップの判定結果に基づいて、前記第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記モーター制御回路と同様に、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
本発明によれば、上記モーター制御回路と同様に、ステップモーターを逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーターの駆動にかかる消費電力を低減できる。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態の電子時計を図面に基づいて説明する。
[電子時計の構成]
図1は、第1実施形態の電子時計1を示す図である。
図1に示すように、電子時計1は、指針(時針11、分針12、秒針13)と、文字板14とを備える。さらに、電子時計1は、文字板14に形成された日窓15からカレンダー情報としての日付を表示するカレンダー車としての日車21を備える。
この電子時計1は、外装ケース16と、外装ケース16内に収容された図示しないムーブメントとで概略構成され、ユーザーが腕に装着して使用する腕時計タイプとされている。
図2は、ムーブメントに含まれる駆動制御装置30、駆動回路40、ステップモーター50を示す図である。
本発明の第1実施形態の電子時計を図面に基づいて説明する。
[電子時計の構成]
図1は、第1実施形態の電子時計1を示す図である。
図1に示すように、電子時計1は、指針(時針11、分針12、秒針13)と、文字板14とを備える。さらに、電子時計1は、文字板14に形成された日窓15からカレンダー情報としての日付を表示するカレンダー車としての日車21を備える。
この電子時計1は、外装ケース16と、外装ケース16内に収容された図示しないムーブメントとで概略構成され、ユーザーが腕に装着して使用する腕時計タイプとされている。
図2は、ムーブメントに含まれる駆動制御装置30、駆動回路40、ステップモーター50を示す図である。
[ステップモーター]
ステップモーター50は、図示しない歯車を介して指針11〜13を駆動する。
ステップモーター50は、図2に示すように、ローター収容用穴511を有するステーター51と、ローター収容用穴511に回転可能に配設されたローター52と、ステーター51と接合された磁心(図示せず)と、磁心に巻回されたコイル53を備えている。コイル53は、両端に端子out1,out2を有している。この各端子は駆動回路40に接続されている。ローター52は、2極(S極およびN極)に着磁され(図4、図5参照)、ステーター51は磁性材料によって形成されている。
ステップモーター50は、図示しない歯車を介して指針11〜13を駆動する。
ステップモーター50は、図2に示すように、ローター収容用穴511を有するステーター51と、ローター収容用穴511に回転可能に配設されたローター52と、ステーター51と接合された磁心(図示せず)と、磁心に巻回されたコイル53を備えている。コイル53は、両端に端子out1,out2を有している。この各端子は駆動回路40に接続されている。ローター52は、2極(S極およびN極)に着磁され(図4、図5参照)、ステーター51は磁性材料によって形成されている。
駆動信号がコイル53の両端の端子間に供給されて電流が流れると、ステーター51に磁束が発生する。これにより、ステーター51に生じた磁極とローター52の磁極との相互作用によって、ローター52は正転方向または逆転方向に1ステップ分(180度)回転する。そして、ローター52に連動して指針11〜13が回転する。なお、本実施形態では、ローター52が回転することで、指針11〜13が時計回りに回転する方向を、正転方向とし、その反対方向を逆転方向としている。ここで、ローター52は、逆転方向よりも正転方向に回転しやすく構成されている。
[駆動制御装置]
次に、ステップモーター50を駆動する駆動制御装置30について説明する。
駆動制御装置30は、図2に示すように、水晶振動子などの基準発振源31を用いて所定周波数の基準パルスを出力する発振回路32と、この発振回路32から入力されるパルスを分周する分周回路33と、ステップモーター50の駆動を制御する駆動制御回路34と、ローター52の回転状態を判定する回転判定回路36とを備える。
ここで、回転判定回路36は、本発明の回転判定部を構成する。また、駆動制御回路34および回転判定回路36は、モーター制御回路37を構成する。
次に、ステップモーター50を駆動する駆動制御装置30について説明する。
駆動制御装置30は、図2に示すように、水晶振動子などの基準発振源31を用いて所定周波数の基準パルスを出力する発振回路32と、この発振回路32から入力されるパルスを分周する分周回路33と、ステップモーター50の駆動を制御する駆動制御回路34と、ローター52の回転状態を判定する回転判定回路36とを備える。
ここで、回転判定回路36は、本発明の回転判定部を構成する。また、駆動制御回路34および回転判定回路36は、モーター制御回路37を構成する。
[駆動制御回路]
駆動制御回路34は、ステップモーター50を駆動する駆動回路40を制御して、ステップモーター50のローター52を正転方向に1ステップ分回転させる正転信号を出力させる正転信号出力部341と、駆動回路40を制御して、ローター52を逆転方向に1ステップ分回転させる逆転信号を出力させる逆転信号出力部342と、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定部343とを備える。
駆動制御回路34は、ステップモーター50を駆動する駆動回路40を制御して、ステップモーター50のローター52を正転方向に1ステップ分回転させる正転信号を出力させる正転信号出力部341と、駆動回路40を制御して、ローター52を逆転方向に1ステップ分回転させる逆転信号を出力させる逆転信号出力部342と、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定部343とを備える。
[駆動回路]
ここで、駆動回路40は、4つの電界効果型トランジスター41,42,43,44を備えている。トランジスター41,43はPチャネルであり、トランジスター42,44はNチャネルである。これらの電界効果型トランジスター41〜44のオンオフを制御することで、トランジスター41および42間と、トランジスター43および44間にそれぞれ接続されたステップモーター50のコイル53に電流を流すことができ、ローター52を正転方向または逆転方向に回転させることができる。
ここで、駆動回路40は、4つの電界効果型トランジスター41,42,43,44を備えている。トランジスター41,43はPチャネルであり、トランジスター42,44はNチャネルである。これらの電界効果型トランジスター41〜44のオンオフを制御することで、トランジスター41および42間と、トランジスター43および44間にそれぞれ接続されたステップモーター50のコイル53に電流を流すことができ、ローター52を正転方向または逆転方向に回転させることができる。
[正転信号出力部]
正転信号出力部341は、分周回路33から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路40を制御して、ローター52を正転方向に1ステップ分回転させる正転信号をステップモーター50のコイル53に出力させる。正転信号は、1つの矩形パルスを含む信号である。
正転信号出力部341は、分周回路33から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路40を制御して、ローター52を正転方向に1ステップ分回転させる正転信号をステップモーター50のコイル53に出力させる。正転信号は、1つの矩形パルスを含む信号である。
[逆転信号出力部]
逆転信号出力部342は、分周回路33から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路40を制御して、ローター52を逆転方向に1ステップ分回転させる逆転信号をステップモーター50のコイル53に出力させる。
図3は、逆転信号の信号波形を示す図である。
図3に示すように、逆転信号は、コイル53の端子out1,out2に入力され、反発パルスG1、吸引パルスG2、反発パルスG3、減衰パルスGrを含む。
反発パルスG1は、ローター52を正転方向に回転(1ステップ分未満、180度未満)させて反動をつけるパルスである。すなわち、反発パルスG1は、本発明の第1パルスを構成する。
吸引パルスG2は、正転方向に回転したローター52を逆転方向に回転させて引き戻すパルスである。すなわち、吸引パルスG2は、本発明の第2パルスを構成する。
反発パルスG3は、ローター52を逆転方向に回転させて、引き戻し時の慣性で逆転方向に回転しているローター52の回転を後押しするパルスである。
減衰パルスGrは、ローター52の回転を減衰させるパルスである。
逆転信号出力部342は、分周回路33から入力される各種周波数のパルスを用いて制御信号を生成し、当該制御信号によって駆動回路40を制御して、ローター52を逆転方向に1ステップ分回転させる逆転信号をステップモーター50のコイル53に出力させる。
図3は、逆転信号の信号波形を示す図である。
図3に示すように、逆転信号は、コイル53の端子out1,out2に入力され、反発パルスG1、吸引パルスG2、反発パルスG3、減衰パルスGrを含む。
反発パルスG1は、ローター52を正転方向に回転(1ステップ分未満、180度未満)させて反動をつけるパルスである。すなわち、反発パルスG1は、本発明の第1パルスを構成する。
吸引パルスG2は、正転方向に回転したローター52を逆転方向に回転させて引き戻すパルスである。すなわち、吸引パルスG2は、本発明の第2パルスを構成する。
反発パルスG3は、ローター52を逆転方向に回転させて、引き戻し時の慣性で逆転方向に回転しているローター52の回転を後押しするパルスである。
減衰パルスGrは、ローター52の回転を減衰させるパルスである。
図4、図5は、ローター52が逆転方向へ回転する様子を示す模式図である。
図4、図5に示すように、本実施形態で使用されるローター52は、N極とS極とが一極ずつ着磁された2極ローターである。ステーター51のローター収容穴511内周には、一対の内ノッチ512が径方向に対向して設けられている。これらの内ノッチ512を通る線分に対し、ローター52のN極およびS極の磁極の対向方向(一対の磁極方向)に沿った線分が直交する位置において、ローター52は静的に安定した停止状態を維持しようとする(静的安定位置)。
さらに、ステーター51の外周部分には、ローター52を挟むように一対の外ノッチ513が設けられている。コイル53(図2)に通電した場合に、ローター52の磁極方向に沿った線分は、これらの外ノッチ513を通る線分に対して直交するようになり、この位置で安定した停止状態を維持するようになる(動的安定位置)。
図4、図5に示すように、本実施形態で使用されるローター52は、N極とS極とが一極ずつ着磁された2極ローターである。ステーター51のローター収容穴511内周には、一対の内ノッチ512が径方向に対向して設けられている。これらの内ノッチ512を通る線分に対し、ローター52のN極およびS極の磁極の対向方向(一対の磁極方向)に沿った線分が直交する位置において、ローター52は静的に安定した停止状態を維持しようとする(静的安定位置)。
さらに、ステーター51の外周部分には、ローター52を挟むように一対の外ノッチ513が設けられている。コイル53(図2)に通電した場合に、ローター52の磁極方向に沿った線分は、これらの外ノッチ513を通る線分に対して直交するようになり、この位置で安定した停止状態を維持するようになる(動的安定位置)。
図4(A)に示すように、ローター52が静的安定位置にある状態から、反発パルスG1が入力されると、図4(B)に示すように、ローター52のN極がステーター51に生じるN極と反発して、ローター52は正転方向に回転する。ここで、ローター52は、1ステップ分未満(180度未満)の範囲で回転する。
次に、吸引パルスG2が入力されると、図5(A)に示すように、ローター52のN極がステーター51に生じるS極に引き寄せられ、ローター52は逆転方向に回転する。
次に、反発パルスG3が入力されると、図5(B)に示すように、ローター52のN極がステーター51に生じるN極と反発して、ローター52は逆転方向に回転する。そして、減衰パルスGrが入力されると、ローター52の回転が減衰し、ローター52は静的安定位置で停止する。これにより、ローター52は、図4(A)に示す状態から逆転方向に180度回転する。
ここで、ここで、ローター52は、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローター52を回転させるには、ローター52に連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する反発パルスG1を入力する必要がある。一方、反発パルスG1はローター52に反動をつけるためのパルスであるため、反発パルスG1で正転方向に回転したローター52は吸引パルスG2の入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この吸引パルスG2は、反発パルスG1で反動をつけられたローター52を逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、吸引パルスG2は指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
本実施形態では、反発パルスG1のパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、吸引パルスG2および反発パルスG3のパルス幅は固定値とされている。
次に、吸引パルスG2が入力されると、図5(A)に示すように、ローター52のN極がステーター51に生じるS極に引き寄せられ、ローター52は逆転方向に回転する。
次に、反発パルスG3が入力されると、図5(B)に示すように、ローター52のN極がステーター51に生じるN極と反発して、ローター52は逆転方向に回転する。そして、減衰パルスGrが入力されると、ローター52の回転が減衰し、ローター52は静的安定位置で停止する。これにより、ローター52は、図4(A)に示す状態から逆転方向に180度回転する。
ここで、ここで、ローター52は、正転方向に容易に回転するが、静的安定位置で静止しているローター52を回転させるには、ローター52に連動して回転する指針等の慣性モーメントに応じたエネルギーを有する反発パルスG1を入力する必要がある。一方、反発パルスG1はローター52に反動をつけるためのパルスであるため、反発パルスG1で正転方向に回転したローター52は吸引パルスG2の入力によって、元の静的安定位置に戻る方向である逆転方向に回転する。この吸引パルスG2は、反発パルスG1で反動をつけられたローター52を逆転方向に回転するものであるため、前記指針等の慣性モーメントのばらつきの影響は軽減される。したがって、吸引パルスG2は指針等の種類に関係なく同一のパルス幅の信号を用いることができる。
本実施形態では、反発パルスG1のパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、吸引パルスG2および反発パルスG3のパルス幅は固定値とされている。
[パルス幅設定部]
パルス幅設定部343は、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定する。
本実施形態では、パルス幅設定部343は、逆転信号のうち、反発パルスG1のパルス幅を、後述する回転判定回路36の判定結果に基づいて、予め設定された範囲内で設定する。また、パルス幅設定部343は、吸引パルスG2および反発パルスG3のパルス幅を固定値に設定する。なお、本実施形態では、反発パルスG1のパルス幅は、吸引パルスG2のパルス幅以下に設定される。
パルス幅設定部343は、正転信号および逆転信号のパルス幅を設定する。
本実施形態では、パルス幅設定部343は、逆転信号のうち、反発パルスG1のパルス幅を、後述する回転判定回路36の判定結果に基づいて、予め設定された範囲内で設定する。また、パルス幅設定部343は、吸引パルスG2および反発パルスG3のパルス幅を固定値に設定する。なお、本実施形態では、反発パルスG1のパルス幅は、吸引パルスG2のパルス幅以下に設定される。
[回転判定回路]
回転判定回路36は、逆転信号出力部342による制御によって出力された逆転信号によりローター52が逆転方向に1ステップ分(180度)回転したか否かを判定する。
具体的には、回転判定回路36は、逆転信号が出力された後にステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧に基づいて、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する。
回転判定回路36は、逆転信号出力部342による制御によって出力された逆転信号によりローター52が逆転方向に1ステップ分(180度)回転したか否かを判定する。
具体的には、回転判定回路36は、逆転信号が出力された後にステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧に基づいて、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する。
図6、図7は、逆転信号が出力された場合に、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧の特性を示す図である。図6は、逆転信号によりローター52が回転しなかった場合の特性を示し、図7は、逆転信号によりローター52が回転した場合の特性を示す。
ローター52は、逆転信号(特に反発パルスG1および吸引パルスG2)によって逆転方向に1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、図6に示すように、逆誘起電圧が反転する。すなわち、逆誘起電圧が、プラス側からマイナス側、または、マイナス側からプラス側に0Vのラインを跨いで遷移する。
このため、回転判定回路36は、吸引パルスG2が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間において逆誘起電圧が反転した場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター52は、逆転信号(特に反発パルスG1および吸引パルスG2)によって逆転方向に1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、図7に示すように、逆誘起電圧の向きは反転しない。
このため、回転判定回路36は、前記検出区間において逆誘起電圧が反転しなかった場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間において逆誘起電流が反転した場合(0Aのラインを跨いで遷移した場合)、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、前記検出区間において逆誘起電流が反転しなかった場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定してもよい。
このため、回転判定回路36は、吸引パルスG2が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間において逆誘起電圧が反転した場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター52は、逆転信号(特に反発パルスG1および吸引パルスG2)によって逆転方向に1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、図7に示すように、逆誘起電圧の向きは反転しない。
このため、回転判定回路36は、前記検出区間において逆誘起電圧が反転しなかった場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間において逆誘起電流が反転した場合(0Aのラインを跨いで遷移した場合)、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、前記検出区間において逆誘起電流が反転しなかった場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定してもよい。
[パルス幅設定処理]
次に、逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定処理について説明する。
図8は、パルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理は、本実施形態では、電子時計1を工場から出荷する前に実行される。ここで、パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスG1のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最小値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部342は、駆動回路40を制御して逆転信号を出力させる(逆転信号出力ステップ:S11)。
次に、回転判定回路36は、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧の向きが検出区間において反転したか否かを判定して、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する(回転判定ステップ:S12)。
次に、逆転信号のパルス幅を設定するパルス幅設定処理について説明する。
図8は、パルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理は、本実施形態では、電子時計1を工場から出荷する前に実行される。ここで、パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスG1のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最小値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部342は、駆動回路40を制御して逆転信号を出力させる(逆転信号出力ステップ:S11)。
次に、回転判定回路36は、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧の向きが検出区間において反転したか否かを判定して、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する(回転判定ステップ:S12)。
S12でNOと判定された場合、ローター52を逆転方向に1ステップ分回転できていないため、逆転方向への回転力を強くするべく、パルス幅設定部343は、逆転信号に含まれる反発パルスG1のパルス幅を、所定値(例えば、0.24ms)長く設定する(パルス幅設定ステップ:S13)。そして、駆動制御回路34は処理をS11に戻す。すなわち、S12で、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定されるまで、S11〜S13の処理が繰り返し実行される。
そして、回転判定回路36でローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定されると(S12のYES)、パルス幅設定部343は、逆転信号に含まれる反発パルスG1のパルス幅を、設定されている値で確定する(S14)。
これにより、反発パルスG1のパルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。この反発パルスG1のパルス幅の設定値は、モーター制御回路37の記憶部(図示略)に記憶される。
なお、S12でYESと判定された場合、指針が工場出荷時の針位置として決められている当初の位置から逆転方向に1ステップ分回転している。このため、正転信号出力部341は、駆動回路40を制御して正転信号を出力させて(S15)、指針を当初の位置に戻す。そして、駆動制御回路34は、パルス幅設定処理を終了する。
そして、ユーザーが電子時計1を使用する際に、指針11〜13の逆転駆動が必要となった場合は、逆転信号出力部342は、パルス幅設定処理によりパルス幅が設定された反発パルスG1を含む逆転信号を出力させ、ステップモーター50を逆転方向に駆動させる。
これにより、反発パルスG1のパルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。この反発パルスG1のパルス幅の設定値は、モーター制御回路37の記憶部(図示略)に記憶される。
なお、S12でYESと判定された場合、指針が工場出荷時の針位置として決められている当初の位置から逆転方向に1ステップ分回転している。このため、正転信号出力部341は、駆動回路40を制御して正転信号を出力させて(S15)、指針を当初の位置に戻す。そして、駆動制御回路34は、パルス幅設定処理を終了する。
そして、ユーザーが電子時計1を使用する際に、指針11〜13の逆転駆動が必要となった場合は、逆転信号出力部342は、パルス幅設定処理によりパルス幅が設定された反発パルスG1を含む逆転信号を出力させ、ステップモーター50を逆転方向に駆動させる。
[第1実施形態の作用効果]
パルス幅設定部343は、回転判定回路36でローター52が回転しなかったと判定される度に、反発パルスG1のパルス幅を最小値から所定値ずつ長くし、ローター52が回転したと判定されると、当該パルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター50を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター50の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、第1パルスのパルス幅を最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
パルス幅設定部343は、回転判定回路36でローター52が回転しなかったと判定される度に、反発パルスG1のパルス幅を最小値から所定値ずつ長くし、ローター52が回転したと判定されると、当該パルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター50を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター50の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的小さい場合には、第1パルスのパルス幅を最大値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
回転判定回路36は、ステップモーター50に発生する逆誘起電圧に基づいて、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定するため、例えば、ローター52の回転を検出するためのセンサーを別途設ける必要がなく、電子時計1のコストを低減できる。
回転判定回路36は、逆誘起電圧の検出区間において、逆誘起電圧が反転しなかった場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定し、逆誘起電圧が反転した場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定するため、ローター52の回転、非回転を精度よく判定できる。また、逆誘起電圧が0Vを跨いで遷移したかを検出すればよいので、回転判定回路36の処理を簡略化できる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
[第2実施形態]
第2実施形態の電子時計は、パルス幅設定処理が第1実施形態とは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
図9は、第2実施形態のパルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスG1(第1パルス)のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最大値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部342は、駆動回路40を制御して逆転信号を出力させる(S21)。
次に、回転判定回路36は、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧が検出区間において反転したか否かを判定して、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する(S22)。
第2実施形態の電子時計は、パルス幅設定処理が第1実施形態とは異なる。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
図9は、第2実施形態のパルス幅設定処理を示すフローチャートである。
パルス幅設定処理が実行される際、逆転信号の反発パルスG1(第1パルス)のパルス幅の初期値は、変更可能な範囲の最大値に設定されている。
パルス幅設定処理が開始されると、逆転信号出力部342は、駆動回路40を制御して逆転信号を出力させる(S21)。
次に、回転判定回路36は、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧が検出区間において反転したか否かを判定して、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する(S22)。
S22でYESと判定された場合、指針が工場出荷時の針位置として決められている当初の位置から逆転方向に1ステップ分回転している。このため、正転信号出力部341は、駆動回路40を制御して正転信号を出力させて(S23)、指針を当初の位置に戻す。
次に、ローター52の逆転方向への回転力を弱くするべく、パルス幅設定部343は、逆転信号に含まれる反発パルスG1のパルス幅を、所定値(例えば、0.24ms)短く設定する(S24)。そして、駆動制御回路34は処理をS21に戻す。すなわち、S22で、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定されるまで、S21〜S24の処理が繰り返し実行される。
次に、ローター52の逆転方向への回転力を弱くするべく、パルス幅設定部343は、逆転信号に含まれる反発パルスG1のパルス幅を、所定値(例えば、0.24ms)短く設定する(S24)。そして、駆動制御回路34は処理をS21に戻す。すなわち、S22で、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定されるまで、S21〜S24の処理が繰り返し実行される。
そして、回転判定回路36でローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定されると(S22のNO)、パルス幅設定部343は、逆転信号に含まれる反発パルスG1のパルス幅を、所定値長く設定して確定する。すなわち、パルス幅設定部343は、反発パルスG1のパルス幅を、1回前に設定した値に戻して確定する(S25)。これにより、反発パルスG1のパルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。この反発パルスG1のパルス幅の設定値は、モーター制御回路37の記憶部(図示略)に記憶される。そして、駆動制御回路34は、パルス幅設定処理を終了する。
[第2実施形態の作用効果]
パルス幅設定部343は、回転判定回路36でローター52が回転したと判定される度に、反発パルスG1のパルス幅を最大値から所定値ずつ短くし、ローター52が回転しなかったと判定されると、当該パルス幅を所定値長くして、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター50を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター50の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、第1パルスのパルス幅を最小値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
この他、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
パルス幅設定部343は、回転判定回路36でローター52が回転したと判定される度に、反発パルスG1のパルス幅を最大値から所定値ずつ短くし、ローター52が回転しなかったと判定されると、当該パルス幅を所定値長くして、当該パルス幅の設定を終了する。このため、慣性モーメントが異なる様々な種類の指針を装着する場合であっても、当該パルス幅を、ローター52が逆転方向に1ステップ分確実に回転する範囲で最小の値に設定できる。したがって、ステップモーター50を逆転方向に確実に駆動でき、かつ、ステップモーター50の駆動にかかる消費電力を低減できる。
また、指針の慣性モーメントが比較的大きい場合には、第1パルスのパルス幅を最小値から徐々に短くして設定を行う場合と比べて、前記最小の値を早く特定でき、設定にかかる時間を短縮できる。
この他、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
[第3実施形態]
第3実施形態の電子時計は、回転判定回路36による判定方法が第1実施形態とは異なる。その他の構成は第1実施形態と同じである。
図10は、図6と同じ特性を示す図であり、図11は、図7と同じ特性を示す図である。
ローター52は、逆転信号(特に第1パルスである反発パルスG1および第2パルスである吸引パルスG2)によって逆転方向に1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、図10に示すように、逆誘起電圧の最大値と最小値との差D1は比較的大きくなる。
ここで、逆誘起電圧の最大値とは、プラス方向の大きさが最大となる値であり、最小値とは、プラス方向の大きさが最小となる値である。すなわち、逆誘起電圧がマイナスの場合には、マイナス方向の大きさが最大となる値が最小値となる。
このため、回転判定回路36は、吸引パルスG2が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間における差D1が、所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター52は、逆転信号(特に反発パルスG1および吸引パルスG2)によって1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧の差D1は比較的小さくなる。
このため、回転判定回路36は、前記検出区間における差D1が、所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間における逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、前記差が、所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定してもよい。
第3実施形態の電子時計は、回転判定回路36による判定方法が第1実施形態とは異なる。その他の構成は第1実施形態と同じである。
図10は、図6と同じ特性を示す図であり、図11は、図7と同じ特性を示す図である。
ローター52は、逆転信号(特に第1パルスである反発パルスG1および第2パルスである吸引パルスG2)によって逆転方向に1ステップ分回転できないと、その後、正転方向に回転するため、図10に示すように、逆誘起電圧の最大値と最小値との差D1は比較的大きくなる。
ここで、逆誘起電圧の最大値とは、プラス方向の大きさが最大となる値であり、最小値とは、プラス方向の大きさが最小となる値である。すなわち、逆誘起電圧がマイナスの場合には、マイナス方向の大きさが最大となる値が最小値となる。
このため、回転判定回路36は、吸引パルスG2が出力された後の所定期間を検出区間とし、当該検出区間における差D1が、所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する。
また、ローター52は、逆転信号(特に反発パルスG1および吸引パルスG2)によって1ステップ分回転できると、その後、正転方向に回転しないため、逆誘起電圧の差D1は比較的小さくなる。
このため、回転判定回路36は、前記検出区間における差D1が、所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定する。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流を検出し、前記検出区間における逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、前記差が、所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定してもよい。
[第3実施形態の作用効果]
回転判定回路36は、逆誘起電圧の検出区間における逆誘起電圧の差D1が所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、差D1が所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定するため、ローター52の回転、非回転を精度よく判定できる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
回転判定回路36は、逆誘起電圧の検出区間における逆誘起電圧の差D1が所定の閾値以上となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定し、差D1が所定の閾値未満となる場合、ローター52が逆転方向に1ステップ分回転したと判定するため、ローター52の回転、非回転を精度よく判定できる。
なお、逆誘起電圧に替えて、逆誘起電流に基づいて判定を行う場合も、同様の効果を得ることができる。
[他の実施形態]
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、前記各実施形態では、逆転信号は、反発パルスG1、吸引パルスG2、反発パルスG3、減衰パルスGrを含んでいるが、本発明はこれに限定されない。例えば、反発パルスG3および減衰パルスGrはなくてもよい。
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、前記各実施形態では、逆転信号は、反発パルスG1、吸引パルスG2、反発パルスG3、減衰パルスGrを含んでいるが、本発明はこれに限定されない。例えば、反発パルスG3および減衰パルスGrはなくてもよい。
前記各実施形態では、パルス幅設定処理は、工場出荷時に行われているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ユーザーが電子時計1を使用している際に行ってもよい。
前記各実施形態では、回転判定回路36は、ステップモーター50のコイル53に発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、ローター52の回転を判定しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ローター52が所定の位置まで回転したか否かを検出できる光センサー等を用いて、ローター52の回転を判定するようにしてもよい。
前記各実施形態では、回転判定回路36は、吸引パルスG2が出力された直後の所定期間を検出区間にしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、反発パルスG3が出力された直後の所定期間を検出区間としてもよい。
前記各実施形態では、電子時計1は、腕時計タイプのものであるが、例えば、置時計であってもよい。また、駆動制御装置30は、時計以外の電子機器に搭載されてもよい。
1…電子時計、30…駆動制御装置、34…駆動制御回路、341…正転信号出力部、342…逆転信号出力部、343…パルス幅設定部、36…回転判定回路、37…制御回路、40…駆動回路、50…ステップモーター、51…ステーター、52…ローター、53…コイル。
Claims (8)
- ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第1パルスと、前記第1パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力部と、
前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定部と、
前記回転判定部の判定結果に基づいて、前記第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定部と、を備える
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項1に記載のモーター制御回路において、
前記第1パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、
前記パルス幅設定部は、
前記第1パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最小値に設定し、
前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を所定値長くし、
前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を変更せずに、当該パルス幅の設定を終了する
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項1に記載のモーター制御回路において、
前記第1パルスのパルス幅は、予め設定された範囲で変更可能に構成され、
前記パルス幅設定部は、
前記第1パルスのパルス幅の初期値を、前記範囲の最大値に設定し、
前記回転判定部で前記ローターが回転したと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を所定値短くし、
前記回転判定部で前記ローターが回転しなかったと判定された場合、前記第1パルスのパルス幅を前記所定値長くし、当該パルス幅の設定を終了する
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記ステップモーターに発生する逆誘起電圧または逆誘起電流に基づいて、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項4に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記第2パルスが出力された後の所定期間に、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転しなかった場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したと判定し、前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流が反転した場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項4に記載のモーター制御回路において、
前記回転判定部は、前記第2パルスが出力された後の所定期間における前記逆誘起電圧または前記逆誘起電流の最大値と最小値との差が、所定の閾値未満となる場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したと判定し、前記所定の閾値以上となる場合、前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転しなかったと判定する
ことを特徴とするモーター制御回路。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のモーター制御回路と、
前記ステップモーターと、
前記ステップモーターで駆動される指針と、を備える
ことを特徴とする電子時計。 - ステップモーターを制御するモーター制御回路のモーター制御方法であって、
前記ステップモーターを駆動する駆動回路を制御して、前記ステップモーターのローターを正転方向に回転させる第1パルスと、前記第1パルスにより正転方向に回転した前記ローターを逆転方向に回転させる第2パルスとを有する逆転信号を出力させる逆転信号出力ステップと、
前記逆転信号により前記ローターが逆転方向に1ステップ分回転したか否かを判定する回転判定ステップと、
前記回転判定ステップの判定結果に基づいて、前記第1パルスのパルス幅を設定するパルス幅設定ステップと、を備える
ことを特徴とするモーター制御方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014122460A JP2016003877A (ja) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | モーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法 |
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JP2014122460A JP2016003877A (ja) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | モーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法 |
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Family Applications (1)
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JP2014122460A Pending JP2016003877A (ja) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | モーター制御回路、電子時計、およびモーター制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2014
- 2014-06-13 JP JP2014122460A patent/JP2016003877A/ja active Pending
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