JP2522912Y2 - ステップモータ駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はステップモータの回転状態を検出して回転の
補正を行うステップモータ駆動回路に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

ステップモータの負荷状態が種々変化する場合、ある
いは周囲温度の変化などによりステップモータの負荷の
駆動能力が変化する場合に、ステップモータを効率良く
駆動するために、通常は平均的な負荷条件及び環境条件
でステップモータが回転できる駆動信号を与え、その駆
動信号によりステップモータが正常に回転しなかったと
きには、より大きな駆動エネルギーを供給できる駆動信
号（補正パルス）を与えて回転を補正する駆動補正が行
われている。このような補正を行うことで通常の環境条
件、負荷条件では、実際にステップモータを回転させる
のに必要な駆動エネルギーだけが供給されるので駆動エ
ネルギーの無駄を無くすことができる。そして負荷が増
大し、あるいは環境条件が厳しくなり、ステップモータ
が回転できなかったときには補正パルスを与えて回転の
補正を行っている。

しかし、軽い負荷状態（平均的負荷）と重い負荷状態
が存在するものでは、ステップモータの１回転若しくは
数回転で重い負荷の駆動が完了する場合は別として、重
い負荷の駆動を完了するのに一定時間を要する場合に
は、上記従来の補正駆動では駆動エネルギーに無駄が生
ずるという問題がある。すなわち、ステップモータの負
荷状態に関わらず、まず平均的な駆動信号を与え、非回
転を検出してからより大きな駆動エネルギーを供給でき
る駆動信号を与えるようにしているために、重い負荷状
態が継続している場合には、その負荷を駆動できない駆
動信号が毎回パルスモータに供給されることとなり駆動
エネルギーの無駄が生じる。

〔考案の目的〕

本考案は負荷条件の変化するステップモータをより効
率よく駆動できるステップモータ駆動回路を提供するこ
とである。

〔考案の要点〕

本考案はステップモータの非回転を検出したとき、毎
秒Ｘ分の１秒だけ早めて分周を行わせる補正をＸ回行わ
せ、ステップモータの非回転をＸ秒間で補正し、さらに
補正が終了した後一定時間が経過するまで第１の駆動信
号より大きな駆動エネルギーの第２の駆動信号をステッ
プモータに供給して、ステップモータの非回転の補正及
び次の非回転の発生を防止するものである。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第１図を参照しながら説明
する。

第１図は一実施例のアナルグ表示の電子腕時計の回路
構成を示す図である。同図において発振器１は水晶振動
子などからなり、例えば32.768KHzの信号を生成して第
１分周回路２に出力する。第１分周回路２は上記の32.7
68KHzの信号を分周して32Hzの信号を作成し第２分周回
路３に出力する。第２分周回路３はフリップフロップな
どで構成され、第１分周回路２からの32Hzの信号を分周
して16Hzの信号を作成して第３分周回路４に出力する。
第３分周回路４は、さらにその16Hzの信号を分周して1H
zの信号を作成し、1Hzの信号をアンドゲート5,6及びワ
ンショット回路21に出力する。

アンドゲート５の出力は第１波形出力部７に入力し、
アンドゲート６の出力は第２波形出力部８に入力する。
第１波形出力部７と第２波形出力部８はアンドゲート５
及び６を介して1Hzの信号を与えられたとき、１秒周期
のそれぞれオン幅の異なった信号を出力する回路であ
り、第２波形出力部８は第１波形出力部７よりオン幅の
広い信号を作成して出力する。

波形整形部９は第１波形出力部７または第２波形出力
部８からの信号に基づいて、互いに180°の位相差を持
つ２種類の信号を作成する回路である。ドライブ回路10
は波形整形部９からの180°の位相差を持つ信号に基づ
いて、ステータコイル11aに供給する励磁電流を交互に
切り換え、ステップモータ11の駆動を制御する回路であ
る。ステップモータ11は、ステータコイル11aと、その
ステータコイル11aにより交互に逆極性に励磁されるス
テータ11bと、そのステータ11bに対向して配置され２極
に着磁された永久磁石からなるロータ11cとで構成さ
れ、ロータ11cの回転は輪列機構12を経て時針、分針、
秒針からなる指針13を回転し、さらに伝達機構14を経て
曜日、日付を表示するカレンダ機構15を駆動する。

また、ステップモータ11のステータコイル11aには、
励磁電流を供給してステップモータ11を駆動したとき、
実際にロータ11cが回転したかどうかを検出するための
回転検出部16が接続されており、例えばロータ11cの回
転によりステータコイル11aに誘起される電流から正常
に回転したかどうかを検出している。この回転検出部16
がステップモータ11の非回転を検出すると、RSフリップ
フロップ17のセット端子をイネーブルとする信号を出力
し、RSフリップフロップ17をセット状態とする。

この状態ではRSフリップフロップ17からはハイレベル
のＱ出力信号がアンドゲート18及びオアゲート19に出力
される。そしてオアゲート19に出力された信号はアンド
ゲート６の一方の入力端子に入力し、その信号はさらに
インバータ20で反転されてアンドゲート５の一方の入力
端子に入力する。このアンドゲート５及び６の他の入力
端子にはそれぞれ第３分周回路４からの1Hzの信号が与
えられており、回転検出部16でステップモータ11の非回
転が検出されたときには、アンドゲート５が閉じアンド
ゲート６が開いて1Hzの信号が第２波形出力部８に入力
する。これにより第２波形出力部８では通常の駆動時に
第１波形出力部７で作成される信号よりオン幅の広い信
号が作成され、この信号によりステップモータ11の駆動
が行われ、通常時より大きな駆動エネルギーが供給され
る。

また、RSフリップフロップ17のＱ出力信号が入力する
アンドゲート18の他の入力端子には、ワンショット回路
21から出力される１秒周期の信号が与えられており、回
転検出部16で非回転が検出されたときには、アンドゲー
ト18が開き１秒周期の信号が補正信号として32進カウン
タ22と第２分周回路３に出力される。アンドゲート18か
らの補正信号が与えられることで第２分周回路３は本来
のパルス数より１パルス分多い信号を分周することとな
り、正常回転時より1/32秒だけ短い周期の信号を第３分
周回路４に出力する。

32進カウンタ22は上記の第２分周回路３での周期の補
正を32回行うのを計数するカウンタであり、アンドゲー
ト18からの補正信号を32回計数して、１回転分の補正が
終了すると、キャリー信号を出力して、RSフリップフロ
ップ17をリセットすると共に、RSフリップフロップ23を
セット状態にする。RSフリップフロップ23のＱ出力信号
はオアゲート19とアンドゲート24に入力し、アンドゲー
ト24の他の入力端子にはワンショット回路21からの１秒
周期の信号が入力する。このアンドゲート24の出力はＮ
進カウンタ25に入力し、Ｎ進カウンタ25のキャリー出力
はRSフリップフロップ23のリセット端子に入力する。

この場合、上記Ｎ進カウンタ25は例えばカレンダの機
構の駆動開始から終了までの約２時間、すなわち２×60
×60＝7200進に構成される。すなわち、ステップモータ
11の非回転を検出した場合には、駆動周期の補正を行
い、例えば１回転分の補正を終了したのちも、第３分周
回路４からの信号をＮ進カウンタ25で計数し、Ｎ進カウ
ンタ25がカウントアップする一定時間が経過するまでの
期間、第２波形出力部８で作成される正常回転時よりオ
ン幅の広い信号を駆動パルスとしてステップモータ11に
供給するようにしている。

従って、負荷状態の変化などによりステップモータの
非回転が生じたときには、一定時間（例えばカレンダ機
構の駆動が完了するまでの時間）、オン幅の広い信号に
より駆動するので、負荷を駆動できないような駆動信号
を繰り返し供給して駆動エネルギーを無駄に消費するこ
とがない。

以上のように上記実施例によれば、例えば電子時計の
曜日、日付の切り換え機構を駆動する場合などのよう
に、一度が負荷が増大するとその切り換えが完了するま
で通常動作時より重い負荷が継続して加わるような負荷
特性を持つ機器において、ステップモータ11の非回転を
検出したときに回転の補正と共に予め定められた一定時
間より大きな駆動エネルギーでステップモータ11を駆動
するようにしているので、励磁電流を無駄に消費するこ
とがなく、効率の良い駆動を行いより低消費電力とする
ことができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、軽い負荷状態と重い負荷状態が存在
するステップモータに、負荷状態に応じた適切な駆動信
号を供給することができ、より効率のよい駆動を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の電子腕時計の回路構成を示
す図である。 ７……第１波形出力部、８……第２波形出力部、９……
波形整形部、16……回転検出部、17,23……RSフリップ
フロップ、25……Ｎ進カウンタ．

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基準となるクロック信号を分周して１秒単
   位の同期信号を得る分周手段と、 この分周手段で得られた同期信号に基づいてステップモ
   ータを１秒周期で回転駆動させる第１の駆動信号を出力
   する第１の信号出力手段と、 この第１の信号出力手段から前記第１の駆動信号が出力
   された際に前記ステップモータが回転駆動したか、非回
   転であったかを検出する検出手段と、 この検出手段によって非回転が検出された際に、Ｘ（Ｘ
   は正数）分の１秒を分周する分周手段に毎秒Ｘ分の１秒
   だけ早めて分周を行わせる補正をＸ回行わせる補正手段
   と、 この補正手段による補正終了後予め定められた時間を計
   時する計時手段と、 前記補正手段による補正がなされている間及び前記計時
   手段による計時がなされている間は、前記第１の駆動信
   号より大きな駆動エネルギーの第２の駆動信号を、前記
   分周手段で得られた信号に基づいて前記ステップモータ
   に供給する第２の信号出力手段と、 を備え、１秒毎に回転駆動するステップモータの非回転
   をＸ秒間で補正するようにしたことを特徴とするステッ
   プモータ駆動回路。