JPS61207199A - Stepping motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable to control the deceleration of a stepping motor with a simple structure without using a special external sensor such as an encoder by delaying an excitation switching period, reducing the leading angle of a moving unit, and decelerating the unit. CONSTITUTION:A magnetic resistance effect element in a stepping motor 1 is applied as the detecting end of a closed loop circuit through a signal detector 29, a comparator 30 and a pulse generator 31 to a deviation counter 25 as a negative signal. A controller 26 has delay means, and sets the prescribed delay time to a command signal in response to the speed pattern of the acceleration or deceleration of the motor. Accordingly, the motor 1 is excited at a suitable leading angle to the speed in an accelerating range to generate a large torque, and operates a brake force due to a small leading angle in a decelerating range to perform a high speed responsiveness and high positioning accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ステッピングモータの駆動回路に関し、特に
運動体の減速時に、励磁の切り換え時期を自動的に変化
させる手段に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a stepping motor, and in particular to means for automatically changing excitation switching timing when a moving body is decelerated.

従来技術 この種のステッピングモータは、高い位置決め特性のた
めに、位置決め機構の駆動源として用いられる。これら
の用途のうち、特に高速応答性が必要とされる装置、例
えばハードディスクのヘッド位置決め一機構、プリンタ
のディジーホイルの位置決め機構、および負荷変動の大
きな部分、例えばロボットの位置決め機構などに使用さ
れるステッピングモータでは、定パルスレート駆動でな
く、負荷装置に応じた加減速駆動すなわちスローアップ
、スローダウン方式で駆動される。BACKGROUND OF THE INVENTION This type of stepping motor is used as a driving source for a positioning mechanism because of its high positioning characteristics. Among these applications, it is used in devices that require particularly high-speed response, such as hard disk head positioning mechanisms, printer daisy-wheel positioning mechanisms, and parts with large load fluctuations, such as robot positioning mechanisms. The stepping motor is not driven at a constant pulse rate, but is driven by an acceleration/deceleration drive, that is, a slow-up/slow-down method depending on the load device.

この加減速駆動は、開ループまたは閉ループで実用化さ
れる。前者の開ループ駆動の場合には、実際の負荷に応
じた加減速パターンを外部から与えるため、不慮の負荷
変動に対して、ロータが脱調を起こすことがあり、誤動
作を生じる。また、後者の閉ループ駆動の場合は、誤動
作の心配が無いが、ロータの回転情報を得るため、セン
サーが必要となる。このセンサーとして、一般にはエン
コーダが使用されているため、装置が高価なものとなり
、またこの外部エンコーダとロータの結合精度による誤
差が発生し易く、また外部のエンコーダの取り付はスペ
ースが必要であり、システムの空間的な設計の自由度が
小さい。This acceleration/deceleration drive is put to practical use in open loop or closed loop. In the case of the former open-loop drive, an acceleration/deceleration pattern corresponding to the actual load is applied from the outside, so the rotor may step out due to unexpected load fluctuations, resulting in malfunction. In the case of the latter closed-loop drive, there is no risk of malfunction, but a sensor is required to obtain rotor rotation information. Since an encoder is generally used as this sensor, the device is expensive, errors are likely to occur due to the precision of coupling between the external encoder and the rotor, and mounting the external encoder requires space. , the degree of freedom in the spatial design of the system is small.

一方、滑らかな駆動を起こさせる手段として、マイクロ
ステップ方式がある。このマイクロステップ方式では、
適当な高調波電圧を混入して、励磁電流を階段状に変化
させ、トルクの振動成分を除去し、ロータに滑らかな回
転を与えている。しかし、このようなマイクロステップ
方式では、理想的な制御が難しく、また制御回路が複雑
になる傾向にある。On the other hand, there is a microstep method as a means for causing smooth driving. In this microstep method,
Appropriate harmonic voltage is mixed in to change the excitation current in a stepwise manner to remove vibrational components of torque and give the rotor smooth rotation. However, in such a microstep method, ideal control is difficult and the control circuit tends to become complicated.

発明の目的 したがって、本発明の目的は、ステッピングモータの加
減速駆動を閉ループで行い、負荷に応じて励磁の切り換
えを最も適切な進み角のもとに行い、しかも、その装置
の小型化および低価格化を図ることである。OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to perform acceleration/deceleration driving of a stepping motor in a closed loop, to switch excitation at the most appropriate advance angle according to the load, and to miniaturize and reduce the size of the device. The goal is to make it more affordable.

発明の構成 そこで、本発明は、ステッピングモータの閉ループ制御
のための運動体検出手段として、磁界検知素子例えば複
数の磁気抵抗効果素子を組み込み、この検知信号から必
要な制御パルスを得るようにしている。この検知信号は
、ブリッヂ回路、コンパレータ、および制御回路によっ
て、負荷に応じたパルスレートのパルス信号としてステ
ッピングモータの指令信号の制御系に印加される。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention incorporates a magnetic field sensing element, such as a plurality of magnetoresistive elements, as a moving body detection means for closed-loop control of a stepping motor, and obtains necessary control pulses from this detection signal. . This detection signal is applied to the stepping motor command signal control system as a pulse signal with a pulse rate depending on the load by a bridge circuit, a comparator, and a control circuit.

そして、このパルス信号は、制御回路の遅延手段により
、ステッピングモータの加速および減速の速度パターン
に応じて、指令信号に所定の遅れ時間を設定している。This pulse signal has a predetermined delay time set in the command signal by a delay means of the control circuit in accordance with the speed pattern of acceleration and deceleration of the stepping motor.

このため、指令信号は、ステッピングモータの加速領域
、または減速領域で励磁の切り換え時期を所定の時間だ
け遅らせ、ロータあるいはリニヤアクチュエータなどの
運動体の進み角を定速域よりも小さく設定している。し
たがって、ステッピングモータは、加速域でその速度に
適切な進み角のもとに励磁され、大きなトルクを発生し
、また減速領域では、小さな進み角のために、制動力を
作用させ、高速応答性および高い位置決め制度を実現す
る。For this reason, the command signal delays the excitation switching timing by a predetermined time in the stepping motor's acceleration region or deceleration region, and sets the advance angle of the moving body such as the rotor or linear actuator to be smaller than in the constant speed region. . Therefore, in the acceleration range, the stepping motor is excited with a lead angle appropriate for the speed, generating large torque, and in the deceleration range, the small lead angle applies braking force, resulting in high-speed response. and realize high positioning accuracy.

実施例 以下の実施例は、本発明をハイブリッド型のステッピン
グモータ１に適用した例を示している。EXAMPLE The following example shows an example in which the present invention is applied to a hybrid stepping motor 1.

まず第１図および第２図は、そのステッピングモータ１
の機械的な構成を示している。First, FIGS. 1 and 2 show the stepping motor 1.
It shows the mechanical configuration of.

ステッピングモータ１のステータ２は、中心角を例えば
４等分する位置でボール３を形成しており、またその外
周で励磁コイル５１．５２．５３．５４を備えている。The stator 2 of the stepping motor 1 forms a ball 3 at a position that divides a central angle into four equal parts, and is provided with excitation coils 51, 52, 53, and 54 on the outer periphery of the ball 3.

また運動体としてのロータ４は、その軸６により、一対
の軟磁性材７．８およびそれらの間で永久磁石９をはさ
み込んだ状態で備えている。The rotor 4 as a moving body is provided with a pair of soft magnetic materials 7.8 and a permanent magnet 9 sandwiched between them by its shaft 6.

ここで、永久磁石９は、軸６の方向に着磁されているた
め、一方例えば軟磁性材７は、Ｎ極に、また他方の軟磁
性材８は、Ｓ極に、それぞれ着磁されている。そして上
記ボール３および軟磁性材７．８は、ロータ４のステッ
プ角を小さく設定するために、極歯３ａ、７ａ、８ａを
それぞれ形成している。このうち、極歯？ａ、８ａは、
円周方向で、半ピツチだけずれた状態で組み合わせられ
ている。Here, since the permanent magnet 9 is magnetized in the direction of the axis 6, for example, the soft magnetic material 7 is magnetized to the north pole, and the other soft magnetic material 8 is magnetized to the south pole. There is. The balls 3 and the soft magnetic material 7.8 form pole teeth 3a, 7a, 8a, respectively, in order to set the step angle of the rotor 4 small. Of these, are they polar teeth? a, 8a are
They are assembled with a half-pitch offset in the circumferential direction.

そして、２つのボール３の間に、磁界検知素子例えば４
つの磁気抵抗効果素子１１．１２．１３．１４が基板１
０とともに配置されている。一方の一対の磁気抵抗効果
素子１１．１２、および他方の一対の磁気抵抗効果素子
１３．１４は、第３図に示すように、極歯３ａ、７ａ、
８ａに対し、半ピツチ、つまり、検出信号（波長λ）の
位相上でλ／２だけずれた関係で設けられており、また
それらの間隔はλ／４の間隔に設定されている。Then, between the two balls 3, a magnetic field sensing element, for example, 4
The three magnetoresistive elements 11, 12, 13, 14 are on the substrate 1.
It is located with 0. As shown in FIG.
With respect to 8a, they are provided half pitch, that is, shifted by λ/2 on the phase of the detection signal (wavelength λ), and the interval between them is set to be λ/4.

次ぎに第４図および第５図は、磁気抵抗効果素子１１．
１２．１３．１４の電気的な接続関係、および検出信号
Ａ、　、Ｂ、の波形を示している。Next, FIGS. 4 and 5 show the magnetoresistive element 11.
12, 13, and 14, and the waveforms of detection signals A, , and B are shown.

一対の磁気抵抗効果素子１１．１２および、他の一対の
磁気抵抗効果素子１３．１４は、抵抗器１５．１６とと
もにブリッジ回路を形成し、電源端子１７とアース１８
との間に接続されている。A pair of magnetoresistive elements 11.12 and another pair of magnetoresistive elements 13.14 form a bridge circuit together with a resistor 15.16, and connect a power terminal 17 and a ground 18.
is connected between.

そして、これらの接続中点は、適当な抵抗器１９．２０
により差動増幅器２工、２２の各入力端に接続されてい
る。それぞれの差動増幅器２１．２２は、λ／２の位相
のずれた検出信号Ａ　＋　、Ａ　！、Ｂ＋　、Ｂｚの差
を増幅し、検出信号Ａｏ、Ｂｏを発生する。この検出信
号Ａｏ　、Ｂｏは、磁気抵抗効果素子１１．１２．１３
．１４のずれと対応し、λ／４だけずれた位相で発生し
ている。The midpoint of these connections is then connected to a suitable resistor 19.20
is connected to each input terminal of differential amplifiers 2 and 22. Each differential amplifier 21,22 receives a detection signal A + , A ! out of phase by λ/2. , B+, and Bz to generate detection signals Ao and Bo. These detection signals Ao and Bo are generated by magnetoresistive elements 11.12.13.
．． This corresponds to a shift of 14, and occurs at a phase shifted by λ/4.

次ぎに第６図は、上記ステッピングモータ１によって負
荷２３の加減速制御を行うための構成を示している。指
令信号Ｎは、パルス数Ｎ、　、Ｎ、、Ｎ１、Ｎ４および
方向信号±Ｎを含み、演算回路２４および分配回路２７
に入力される。この演算回路２４は、偏差カウンタ２５
、制御回路２６、分配回路２７、駆動回路２８を経て、
ステッピングモータ１に接続されている。また、このス
テッピングモータ１の内部の磁気抵抗効果素子１１．１
２．１３．１４は、閉ループ回路の検出端として、信号
検出回路２９、比較回路３０およびパルス発生回路３１
を経て、上記偏差カウンタ２５に負の信号として印加さ
れる。ここで信号検出回路２９は、上記磁気抵抗効果素
子１１．１２．１３．１４のブリフジ回路を含み、また
比較回路３０は、前記差動増幅器２１．２２を主要部と
して構成されている。Next, FIG. 6 shows a configuration for performing acceleration/deceleration control of the load 23 by the stepping motor 1. As shown in FIG. The command signal N includes the number of pulses N, , N, , N1, N4 and a direction signal ±N, and includes the arithmetic circuit 24 and the distribution circuit 27.
is input. This arithmetic circuit 24 has a deviation counter 25
, through the control circuit 26, distribution circuit 27, and drive circuit 28,
It is connected to a stepping motor 1. Further, the magnetoresistive element 11.1 inside this stepping motor 1
2.13.14 includes a signal detection circuit 29, a comparison circuit 30, and a pulse generation circuit 31 as detection ends of the closed loop circuit.
The signal is then applied to the deviation counter 25 as a negative signal. Here, the signal detection circuit 29 includes a bridge circuit of the magnetoresistive elements 11, 12, 13, and 14, and the comparison circuit 30 is configured with the differential amplifiers 21, 22 as main parts.

次ぎに、第７図は、本発明の特徴的な部分、すなわち前
記制御回路２６の構成を示している。演算回路２４の４
つの出力端は、励磁コイル５１゜５２．５３．５４と対
応し、偏差カウンタ２５の加え合わせ点２５１．２５２
．２５３．２５４を経て、直接または排他的オアゲート
３２．３３．３４によりアンドゲート３５．３６．３７
．３８の一方の入力端に接続され、さらに共通のオアゲ
ート３９の入力端に接続されている。Next, FIG. 7 shows a characteristic part of the present invention, that is, the configuration of the control circuit 26. Arithmetic circuit 24-4
The two output ends correspond to the excitation coils 51, 52, 53, 54, and the addition points 251, 252 of the deviation counter 25.
．． AND gate 35.36.37 via direct or exclusive OR gate 32.33.34 via 253.254
．． 38, and further connected to the input end of a common OR gate 39.

またパルス信号発生回路３１は、加え合わせ点２５１２
５２．２５３．２５４にそれぞれ達しており、また分岐
して、単安定マルチバイブレータなどの遅延手段４１．
４２．４３．４４を介し、アンドゲート３５．３６．３
７．３８の他方の入力端に接続されている。Further, the pulse signal generation circuit 31 has a summing point 2512.
52, 253, and 254, respectively, and branch off to delay means 41.
42.43.44 through and gate 35.36.3
7.38.

次ぎに、第８図は加減速パターンを示している。Next, FIG. 8 shows an acceleration/deceleration pattern.

このグラフで、横軸はステフプ数、すなわち指令信号Ｎ
としてのパルス数Ｎ＋　、Ｎｚ　、Ｎ３　、Ｎｓと対応
しており、また縦軸はロータ４の速度Ｖと対応している
。そして、■は、起動時のゆるやかな加速域、また■は
、その後の急速な加速域を表し、さらに■は、起動後の
定速域を表している。In this graph, the horizontal axis is the number of steps, that is, the command signal N
The vertical axis corresponds to the number of pulses N+, Nz, N3, and Ns, and the vertical axis corresponds to the speed V of the rotor 4. ■ represents a gradual acceleration region at the time of startup, ■ represents a rapid acceleration region thereafter, and ■ represents a constant speed region after startup.

また■および■は、停止のための減速域をそれぞれ表し
ている。Also, ■ and ■ respectively represent deceleration regions for stopping.

指令信号Ｎが、順次このような加減速制御を行うものと
し、一連の動作を説明する。A series of operations will be explained assuming that the command signal N sequentially performs such acceleration/deceleration control.

第９図は、−相励磁、二相励磁の場合について、磁気抵
抗効果素子１１．１２．１３．１４によって発生する信
号の波形を示している。これらの磁気抵抗効果素子１１
．１２．１３．１４は、通常、２つのボール３の中心位
置に設けられており、励磁コイル５１．５２．５３．５
４に一相励磁または二相励磁の励磁電流が流れると、ロ
ータ４の極歯７ａ、８ａは図で示すようなステップで順
次移動する。図面中、■は、−相励磁を表しており、ま
た■は、二相励磁の場合をそれぞれ示している。FIG. 9 shows the waveforms of signals generated by the magnetoresistive elements 11, 12, 13, and 14 in the case of -phase excitation and two-phase excitation. These magnetoresistive elements 11
．． 12.13.14 is usually provided at the center position of the two balls 3, and the excitation coil 51.52.53.5
When an excitation current for one-phase excitation or two-phase excitation flows through the rotor 4, the pole teeth 7a, 8a of the rotor 4 sequentially move in steps as shown in the figure. In the drawings, ■ represents -phase excitation, and ■ represents two-phase excitation.

ここで上記磁気抵抗効果素子１１，１２．１３．１４は
、Ｘ軸方向の磁界の変化、つまりロータ４の接線方向の
磁界の変化に対して抵抗の変化を示す。もともと、磁気
抵抗効果は、弱い磁界の部分では、磁極の方向に関係な
く、二次曲線的な特性を示す。そこで、直線的な特性部
分で検出信号を得るために、磁気抵抗効果素子１１．１
２．１３．１４の部分に適当な直流バイアス磁界が掛け
られている。この直流バイアス磁界は、基板１０の背面
側に薄い膜状の永久磁石を組み込むことによって得られ
る。Here, the magnetoresistive elements 11, 12, 13, and 14 exhibit a change in resistance with respect to a change in the magnetic field in the X-axis direction, that is, a change in the magnetic field in the tangential direction of the rotor 4. Originally, the magnetoresistive effect exhibits quadratic curve characteristics in areas of weak magnetic field, regardless of the direction of the magnetic pole. Therefore, in order to obtain a detection signal in a linear characteristic part, the magnetoresistive effect element 11.1
An appropriate DC bias magnetic field is applied to the portions 2, 13, and 14. This DC bias magnetic field is obtained by incorporating a thin film-like permanent magnet on the back side of the substrate 10.

ところで、磁気抵抗効果素子１１．１２．１３．１４は
、それぞれλ／４だけずれた位相で、正弦波に近い検出
信号Ａｓ　、Ａｔ　、Ｂｔ　、Ｂｚをそれぞれ発生し、
これを信号検出回路２９の出力として比較回路３０に送
り込んでいる。そこで、比較回路３０の差動増幅器２１
，２２は、それらの差信号（Ａ＋　−Ａｘ　）および差
信号（Ｂ＋　−Ｂｚ　）を求め、λ／４の位相だけずれ
た検出信号Ａ０、Ｂ、を発生している。第６図では、こ
れらの信号がＳ＋　、Ｓｔ　、Ｓｓ　、Ｓａとして表さ
れている。By the way, the magnetoresistive elements 11, 12, 13, and 14 each generate detection signals As, At, Bt, and Bz that are close to sine waves with a phase shift of λ/4, respectively.
This is sent to the comparison circuit 30 as the output of the signal detection circuit 29. Therefore, the differential amplifier 21 of the comparison circuit 30
, 22 obtain the difference signal (A+ -Ax) and the difference signal (B+ -Bz), and generate detection signals A0, B with a phase shift of λ/4. In FIG. 6, these signals are represented as S+, St, Ss, and Sa.

次ぎに、パルス信号発生回路３１、例えば、ゼロはクロ
スコンパレータなどによって、二相（Ａ相およびＢ相）
に応じて、そのパルスの立ち上がりおよび立ち下がり時
点で、負荷変動に応じたパルスレートの信号Ｓ５、Ｓ２
、Ｓ、、Ｓ、を発生し、これを加え合わせ点２５１．２
５２．２５３、２５４にそれぞれ送り込んでいる。Next, in the pulse signal generation circuit 31, for example, zero is connected to two phases (A phase and B phase) by a cross comparator or the like.
Accordingly, at the rising and falling points of the pulse, signals S5 and S2 of a pulse rate corresponding to the load fluctuation are generated.
,S,,S, is generated and added to the point 251.2
52, 253 and 254 respectively.

なお、この第９図は同時に、磁気抵抗効果素子１１．１
２．１３．１４を中央に配置しないで、中心線に対しλ
／８だけずらした状態で配置した場合をも同時に示して
いる。このように、配置位置が異なると、励磁切り換え
時の進み角が変化する。例えば、−相励磁の場合に、磁
気抵抗効果素子１１．１２．１３．１４は、λ／４だけ
ずれた位置に設けられると、ロータ４が、半ステツプだ
け動いた時点で、信号Ｓ、？が出力されることになる。Note that this FIG. 9 also shows the magnetoresistive element 11.1.
2.13.14 not centered, λ relative to the center line
The case where they are arranged shifted by /8 is also shown at the same time. In this way, if the arrangement positions differ, the lead angle at the time of excitation switching changes. For example, in the case of -phase excitation, if the magnetoresistive elements 11, 12, 13, 14 are provided at positions shifted by λ/4, when the rotor 4 moves by half a step, the signal S, ? will be output.

このときに、励磁切り換えが行われると、進み角は１ス
テツプ半の運転となる。図面上、この信号Ｓ、および信
号Ｓ１は、等間隔で発生しているが、これらのパルス間
隔は、負荷変動、つまりロータ４の速度によって、変化
することになる。If excitation switching is performed at this time, the advance angle becomes one and a half steps. In the drawing, the signal S and the signal S1 are generated at equal intervals, but these pulse intervals change depending on load fluctuations, that is, the speed of the rotor 4.

第１０図は、この変化の状態を加速域■■、定速域■、
減速器■■、およびパルス数Ｎ、　、Ｎｔ、Ｎ３、Ｎａ
との関係で示している。Figure 10 shows the state of this change in the acceleration region ■■, constant speed region ■■,
Decelerator ■■ and number of pulses N, , Nt, N3, Na
It is shown in relation to

一方、演算回路２４は、Ｏ〜パルス数Ｎ、までを第１の
端子から出力し、また、パルス数Ｎ、〜Ｎ２までのパル
スを第２の出力端子から出力し、同様にパルス数Ｎ２〜
Ｎ、までを第３の出力端から、さらにパルス数Ｎ、〜パ
ルス数Ｎ４までのパルスを第４の出力端から順次出力し
ている。そこで、偏差カウンタ２５は、それらのパルス
数Ｎ３、Ｎｔ　、Ｎｓ　、Ｎａを一時的に保持し、その
値からフィードバック系からの信号Ｓ７または信号Ｓ８
を減算して行き、ゼロになるまで、“Ｈ”レベルの信号
Ｃ１、Ｃ！、Ｃ５、Ｃ４を出し続ける。On the other hand, the arithmetic circuit 24 outputs pulses from O to pulse number N from the first terminal, and outputs pulses from pulse number N to N2 from the second output terminal, and similarly outputs pulses from pulse number N2 to pulse number N2 from the second output terminal.
N, are sequentially output from the third output terminal, and pulses N, to N4 are sequentially output from the fourth output terminal. Therefore, the deviation counter 25 temporarily holds the number of pulses N3, Nt, Ns, Na, and calculates the signal S7 or the signal S8 from the feedback system based on the value.
The "H" level signals C1, C! are subtracted until they become zero. , C5, and C4.

このため、各加え合わせ点２５１．２５２．２５３．２
５４の出力側には、第１０図で示すような信号ＣＩ、Ｃ
２、Ｃ１、Ｃ４が加減速領域の切り換え時点と対応して
、“Ｈ”レベルとして現れている。そしてこれらは、排
他的オアゲート３２．３３．３４の入力となる。このよ
うにして、アンドゲート３５．３６．３７．３８の一方
の入力端に信号Ｄ＋　、Ｄｚ　、Ｄｓ　、Ｄ４が現れる
。これらは、加速域■、■、定速域■および減速域■、
■と対応し、“Ｈ”レベルの信号となっている。この結
果、信号Ｓ７または信号Ｓ、は、信号り、、Ｄｚ　、Ｄ
ｓ　、Ｄ４の“Ｈ″レベル期間のみ通過できる状態とな
る。Therefore, each addition point 251.252.253.2
On the output side of 54, signals CI and C as shown in FIG.
2, C1, and C4 appear as "H" level corresponding to the switching time of the acceleration/deceleration region. These then become inputs to exclusive-OR gates 32, 33, and 34. In this way, the signals D+, Dz, Ds, D4 appear at one input of the AND gate 35, 36, 37, 38. These are acceleration region ■, ■, constant speed region ■ and deceleration region ■,
Corresponding to (2), the signal is at the "H" level. As a result, the signal S7 or the signal S, becomes the signal R, ,Dz,D
s, the state can be passed only during the "H" level period of D4.

一方、信号Ｓ、または信号Ｓ０は、それぞれの遅延手段
４１．４２．４３．４４を通過する過程で、遅れ時間ｔ
１、　ｔ、ｔ２、Ｌ４だけそれぞす れ遅れ、信号Ｄ＋　、Ｄｔ　、Ｄｓ　、Ｄａの“Ｈ″レ
ベル区間オアゲート３９の出力となる。このようにして
、制御回路２６の出力信号Ｆは、加速域■■の区間で遅
れ時間１．と対応するパルス幅の信号となっており、ま
た定速域■では、遅れ時間ｔ２に対応するパルス幅のパ
ルスとなっており、さらに減速域■■では、それぞれ遅
れ時間ｔ５、ｔ、に対応するパルス幅のパルスとなって
いる。On the other hand, in the process of passing through the respective delay means 41, 42, 43, 44, the signal S or signal S0 has a delay time t.
1, t, t2, and L4 respectively, and the signals D+, Dt, Ds, and Da are output from the OR gate 39 during the "H" level period. In this way, the output signal F of the control circuit 26 has a delay time of 1. In the constant speed region ■, the pulse width corresponds to the delay time t2, and in the deceleration region ■■, the pulse width corresponds to the delay time t5, t, respectively. The pulse width is as follows.

そこで分配回路２８は、それぞれのパルスの立ち下がり
を検出し、励磁コイル５１．５２．５３．５４の励磁を
切り換えていく、シたがって、加速域■■および減速域
■■では、励磁の切り換え時点は、定速域■に比較して
、遅れ時間１．．１゜あるいは遅れ時間１３．１４だけ
遅れて切り換えられる。加速域■■での切り換えの遅れ
は、起動トルクを大きくするように働き、また減速域■
■での切り換えの遅れは、ロータ５に制動力を働かせる
力として作用する。もちろん定速域■では、励磁の切り
換えは、所定の遅れ時間１ｔのもとに行われるため、ロ
ータ４は、安定な高速回転を持続することになる。Therefore, the distribution circuit 28 detects the falling edge of each pulse and switches the excitation of the excitation coils 51, 52, 53, 54. Therefore, in the acceleration region ■■ and deceleration region ■■, the excitation is switched. The time point is the delay time 1. compared to the constant speed area ■. ．． Switching is performed with a delay of 1° or a delay time of 13.14 degrees. The delay in switching in the acceleration region ■■ works to increase the starting torque, and also in the deceleration region ■■
The delay in switching in (2) acts as a force that exerts a braking force on the rotor 5. Of course, in the constant speed region (2), the excitation is switched after a predetermined delay time 1t, so the rotor 4 continues to rotate stably at high speed.

このロータ４が、負荷２３の変動に応じて、その速度を
変化させるとき、そのときの信号Ｓ１、Ｓｌもまた、そ
の負荷２３の変動に応じて変化するため、制御回路２６
は、その変動に応答し、自動的に追従することになる。When this rotor 4 changes its speed according to the fluctuation of the load 23, the signals S1 and Sl at that time also change according to the fluctuation of the load 23, so the control circuit 26
will respond to and automatically follow that variation.

発明の変形例 前記第８図の加減速パターンは、この発明の一例に過ぎ
ず、それに限定されない。第１１図および第１２図は、
その他の加減速パターンを示している。第１１図のもの
は、１つの加速域のみで構成されており、また第１２図
のものは、減速を１つの減速域で構成している。この場
合、制御回路２６の内部、特にその遅延時間は、このよ
うな加減速パターンに適合するように変更される。さら
に、第１１図の点線部分は、負荷２３が予定よりも大き
くなっている場合を示している。この場合でも、遅延手
段４１．４２．４３．４４の遅れ時間を適切な値に設定
することにより、負荷２３が大きくても、実線に近い回
転まで高めることができる。Modification of the Invention The acceleration/deceleration pattern shown in FIG. 8 is only one example of the invention, and the invention is not limited thereto. Figures 11 and 12 are
Other acceleration/deceleration patterns are shown. The one in FIG. 11 consists of only one acceleration region, and the one in FIG. 12 consists of one deceleration region. In this case, the inside of the control circuit 26, particularly its delay time, is changed to match such an acceleration/deceleration pattern. Furthermore, the dotted line portion in FIG. 11 shows a case where the load 23 is larger than expected. Even in this case, by setting the delay time of the delay means 41, 42, 43, 44 to an appropriate value, even if the load 23 is large, the rotation can be increased to close to the solid line.

また磁気抵抗効果素子１１．１２．１３．１４は、第１
３図に示すように、中央でλ／８の間隔を設定し、また
、隣合う一対のものをλ／４の間隔に設定することもで
きる。この場合の一相励磁Ｉおよび二相励磁■の場合に
対応し、第６図と同様な信号の関係を示している。ここ
で各信号は、Ｓ９　、Ｓ、。、Ｓｏ、５ｒｔ−、Ｓｒｚ
、Ｓｚａ、Ｓ１５として示されている。この場合、励磁
切り換え用の信号は、第４図の信号Ｓ？　、Ｓｓの和（
ＯＲ）として得られる。したがって、原の信号ＳＩｓか
ら、１個飛びの信号を選択することにより、前述の実施
例と同様の方式に使用できる。またこのような実施例の
ときに、加減速駆動は、第１４図に示すようなタイムチ
ャートによって行える。このように、２進カウンタによ
り、原の信号３１５を１パルスおきに、励磁切り換え信
号として使用すれば、一定の進み角での駆動が行える。Moreover, the magnetoresistive effect element 11.12.13.14 is the first
As shown in FIG. 3, it is also possible to set a spacing of λ/8 at the center, and to set a spacing of λ/4 between adjacent pairs. Corresponding to the cases of one-phase excitation I and two-phase excitation (2) in this case, the same signal relationships as in FIG. 6 are shown. Here, each signal is S9, S,. , So, 5rt-, Srz
, Sza, S15. In this case, the excitation switching signal is the signal S? in FIG. , the sum of Ss (
OR). Therefore, by selecting every single signal from the original signal SIs, it can be used in the same manner as in the previous embodiment. Further, in such an embodiment, acceleration/deceleration driving can be performed according to a time chart as shown in FIG. 14. In this way, if the original signal 315 is used every other pulse as an excitation switching signal using a binary counter, driving at a constant advance angle can be achieved.

また、原の信号ＳＩ５を２パルス続けて、励磁切り換え
信号として用いると、加速（進み角１／２ステップ増）
が行われる。さらに、原の信号ＳＩ５を３進カウンタ（
２パルス抜く）で、励磁切り換え信号として用いると、
減速（進み角１／２ステップｆｌ＃、）が行われる。こ
の事により、所要の加減速駆動が容易に行える。Also, if the original signal SI5 is used as an excitation switching signal with two consecutive pulses, the acceleration (advance angle increases by 1/2 step)
will be held. Furthermore, the original signal SI5 is converted to a ternary counter (
2 pulses removed) and used as an excitation switching signal,
Deceleration (advance angle 1/2 step fl#,) is performed. This makes it easy to perform the required acceleration/deceleration drive.

さらに、第１３図において、二相信号（Ｓ３、Ｓ４）に
相当するコンパレータを追加することによって、つまり
電圧Ｖ、　、Ｖ、をしきい値とするヒステリシス・コン
パレータを追加すれば、第１５図および第１６図に示す
ように、信号Ｓ１．に示すものと同様な切り換え信号を
得ることができる。Furthermore, by adding comparators corresponding to the two-phase signals (S3, S4) in Fig. 13, that is, adding hysteresis comparators whose thresholds are voltages V, , V, Fig. 15 and As shown in FIG. 16, the signal S1. A switching signal similar to that shown in can be obtained.

なお第１２図は、磁気抵抗効果素子１１．１２．１３．
１４は、Ｚ軸方向の磁界変化に対して抵抗値の変化を示
す例を示している。このとき、磁極７ａ、８ａがＺ方向
に常にある値の磁界を作用させているため、これらには
、直流バイアス磁界が必要とされない。Note that FIG. 12 shows magnetoresistive elements 11.12.13.
14 shows an example showing a change in resistance value with respect to a change in magnetic field in the Z-axis direction. At this time, since the magnetic poles 7a and 8a always apply a magnetic field of a certain value in the Z direction, a DC bias magnetic field is not required for these.

このように磁気抵抗効果素子１１．１２．１３．１４が
固定的に設けられていても、外部の制御によって信号位
相をずらすことによって、励磁切り換え時点の進み角が
外部から簡単に変更できる。Even if the magnetoresistive elements 11, 12, 13, 14 are fixedly provided in this way, the lead angle at the time of excitation switching can be easily changed from the outside by shifting the signal phase under external control.

発明の効果 本発明では、下記のような利点が得られる。Effect of the invention The present invention provides the following advantages.

エンコーダなどの特別の外部センサーが用いられておら
ず、したがって簡単な構成でステッピングモータの減速
制御が可能となる。No special external sensor such as an encoder is used, so it is possible to control the deceleration of the stepping motor with a simple configuration.

また駆動回路が安価に構成できるばかりでなく、エンコ
ーダなどの大きな外部センサーが用いられていないため
、装置が小型化でき、設計的な自由度が高められる。Furthermore, not only can the drive circuit be constructed at low cost, but also because large external sensors such as encoders are not used, the device can be made smaller and the degree of freedom in design can be increased.

またロータと外部センサーとの結合が不要であることか
ら、その結合時の回転位相上のずれなどによる誤差が生
じず、制御の精度が高められる。Furthermore, since it is not necessary to connect the rotor to an external sensor, errors due to rotational phase deviations and the like do not occur when the rotor is connected, and control accuracy is improved.

さらに、遅れ時間の設定によって、各種の負荷変動に対
応することができる。Furthermore, by setting the delay time, it is possible to deal with various load fluctuations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はステッピングモータの一部破断側面図、第２図
はその要部の平面図、第３図は磁気抵抗効果素子の配置
関係を示す正面図、第４図は信号検出回路および比較回
路の回路図、第５図は検出信号の波形図、第６図は駆動
装置のブロック線図、第７図は制御回路の回路図、第８
図は加減速パターンのグラフ、第９図はステッピングモ
ータの構成部分に対応した信号の波形図、第１０図は加
減速駆動時のタイムチャート図、第１１図および第１２
図は他の実施例での加減速パターンのグラフ、第１３図
は他の実施例でのステッピングモータの構成部分に対応
する信号の波形図、第１４図はそのタイムチャート図、
第１５図および第１６図は他の実施例での信号の波形図
である。 ■・・ハイブリッド型のステッピングモータ、２・・ス
テータ、５１．５２．５３．５４・・励磁コイル、４・
・・ロータ、１１．１２．１３．１４・・磁気抵抗効果
素子、２１．２２・・差動増幅器、２３・・・負荷、２
４・・・演算回路、２６・・制御回路、２７・・分配回
路、２８・・駆動回路、２９・・信号検出回路、３０・
・比較回路、３１・・パルス信号発生回路、３２．３３
．３４・・排他的オアゲート、３５．３６．３７．３８
・・アンドゲート、４１．４２．４３．４４・・遅延手
段。 −墳　　　　ト、　旬 １１５（８１１５’　　　　必　　　麹　　り蛸第７０
図 第７４図 ｓ 第７７図　　　　第７２図Figure 1 is a partially cutaway side view of the stepping motor, Figure 2 is a plan view of its main parts, Figure 3 is a front view showing the arrangement of magnetoresistive elements, and Figure 4 is a signal detection circuit and comparison circuit. Fig. 5 is a waveform diagram of the detection signal, Fig. 6 is a block diagram of the drive device, Fig. 7 is a circuit diagram of the control circuit, and Fig. 8 is a circuit diagram of the control circuit.
The figure is a graph of acceleration/deceleration patterns, Figure 9 is a waveform diagram of signals corresponding to the components of the stepping motor, Figure 10 is a time chart during acceleration/deceleration driving, Figures 11 and 12
13 is a graph of acceleration/deceleration patterns in another embodiment, FIG. 13 is a waveform diagram of signals corresponding to the components of a stepping motor in another embodiment, and FIG. 14 is a time chart thereof.
FIGS. 15 and 16 are signal waveform diagrams in other embodiments. ■... Hybrid stepping motor, 2... Stator, 51.52.53.54... Excitation coil, 4...
...Rotor, 11.12.13.14...Magnetoresistive element, 21.22...Differential amplifier, 23...Load, 2
4... Arithmetic circuit, 26... Control circuit, 27... Distribution circuit, 28... Drive circuit, 29... Signal detection circuit, 30...
-Comparison circuit, 31...Pulse signal generation circuit, 32.33
．． 34...Exclusive or gate, 35.36.37.38
...And gate, 41.42.43.44...Delay means. -Tofun, Shun 115 (8115')
Figure 74s Figure 77 Figure 72

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　磁界検知素子で運動体の位置を検出し、その検出信号
に基づき励磁を切り換え、上記運動体を駆動するように
したステッピングモータにおいて、励磁切り換え時期を
遅らせる遅延手段を設け、上記運動体の進み角を小さく
することにより、上記運動体を減速するようにしたこと
を特徴とするステッピングモータ。In a stepping motor that detects the position of a moving body using a magnetic field detection element and switches excitation based on the detection signal to drive the moving body, a delay means is provided to delay the excitation switching timing, and the lead angle of the moving body is adjusted. A stepping motor characterized in that the moving body is decelerated by reducing the speed of the moving body.