JPS6331498A - パルスモ−タ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ この発明は回転型のパルスモータ、あるいはリニアパル
スモータの駆動方法に係り、特に停止位・′４決め精度
の向上を図ったパルスモータ駆動方法に関するう 「従来の技術１ 第５図（イ）は従来のリニアパルスモータの概略ｒ４成
を示す図である。この図において、符号Ａ、Ｂは励磁用
コイル、Ｃ，Ｄはコア、Ｅは永久磁石であり、これらに
よって移動子丁が構成されているうまた、符号Ｐ１〜Ｐ
４は磁極である。また、Ｋは、上面に歯■、■・・・・
・・が等ピッチＰで形成された固定子である。第６図は
、上述したコイルＡ、Ｂを駆動する駆動回路の構成を示
す図であり、この図において、Ｉａ、１ｂ、２ａ、２ｂ
、３ａ、３ｂ。

４ａ、４ｂは各々トランジスタであろうこのように構成
されたリニアパルスモータにおいて、移動子１を第５図
の矢印Ｙ１方向へ移動さ？る場合、特に、−相励磁にお
いては、トランジスタ１ａ、１ｂ・・・・・・を次の順
序で駆動する。

１ａ、１’ｂ４３ａ、３’ｂ−＋２ａ、２’ｂ→４ａ。

４ｂ→Ｉａ、１ｂ→・・・・・・ トランジスタＩａ、１ｂがオンとされると、コイルＡに
Ａ１→Ａ２方向の電流が流れ、この電流により移動子工
が矢印Ｙ１方向へ移動し、そして、第５図Ｃイ）に示す
ように磁極Ｐ１と、ｆａｌｊえば歯（１）とが向かい合
った状態で停止する。次に、トランジスタ１ａ、　１ｂ
がオフ、トランジスタ３ａ、３ｂがオンとされると、コ
イルＢＫＢ　１→Ｂ２方向の１１流が流れ、これにより
移動子Ｔが更に矢印Ｙ１方向へ１／４ピツチ移動し、第
５図（切に示すように、磁極Ｐ３とＩ！ａ■とが向かい
合った状態で停止する。以下、同様の動作が繰り返され
る。

また、移動子子を矢印Ｙ２方向へ移動さする場合は、ト
ランジスタ１ａ、１ｂ・・・・・・を次の順序で駆動す
る。

４ａ、４ｂ−＋２ａ、２ｂ−＋３ａ、３ｂ−＋ｊ　ａ。

１ｂ→４ａ、４ｂ→・・・・・・ なお、第７図（イ）、（ロ）に各々−相励磁の場合のコ
イル電流波形を示し、ｐ−１、（Ａに二相励磁の場合の
コイル電流波形を示す。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、伊１えば、リニアパルスモータをフロッピィ
ディスクドライブの磁気ヘッド駆動用に用いる場合、ミ
クロンオーダの位置決め１度が要求される。しかしなが
ら、上述した従来のリニアパルスモータは、コアＣ，Ｄ
の残留磁気があるため、ぢ動子丁を往復運動さ亡ると、
行きと帰りで停止位置が異なる現象、すなわち、ヒステ
リシスが発生する。

第８図はこのヒステリシスを説明するための図であり、
移動千丁が、例えば箕５図（イ）の状態から（ロ）の状
態へ移動する場合に、実際は（ロ）の状態で停止ぜず、
第８図に示すようにＹ２方向へ△Ｘだけずれて停止する
つこの理由は、まず、−相励磁においては、コイルＡの
電流をオフとした場合においても、コアＣに矢印で示す
残留磁気Ｑｊｒが残り、この残留磁気〆ｒにより、磁極
Ｐ１による推力と磁極Ｐ３による推力のバランスがくず
れ、この結果、移動子Ｔが矢印Ｙ２方向の力を受けるか
らである。同様に、移動子Ｔが矢印Ｙ２方向へ移動する
場合は、同図に示すΔＸだけ矢印Ｙ１方向へずれて停止
するっすなわち、行きと帰りとで停止位置が異なるうま
た、二相励磁においては、コイルＡに流れる電流が反転
した場合に残留磁気９６ｒが残り、この残留磁気ｃｒｒ
による逆起磁力が反転後の推力となる起磁力に対抗して
働くために磁極間での推力のバランスがくずれるからで
あろうよって、従来のリニアパルスモークは、このヒス
テリシスによるずれ２△ＸがＲｔｔ　ｍあり、このため
、特にフロッピィディスクドライブにおける磁気ヘッド
駆動の場合のように、高精度の位置決めが要求される場
合には、精度上問題があった。

なお、ヒステリシスをなくすには、コアＣ，Ｄに残留磁
気の小さい磁性材料を用いればよいが、この場合、材料
が高価になり、しかもヒステリシスを完全にはなくすこ
とができない。また、コアＣ，Ｄを磁伝焼鈍することも
考えられるが、この場合は手間がかかる。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、モータの構造を全く変更することなしに上述し
たヒステリシス現象をほぼ零とすることができるパルス
モータ駆動方法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段Ｊ この第一の発明は、複数のコイルを順次１相ずつ通電す
る１相励磁によるパルスモータ駆動方法において、前記
コイルの：Ａ電が終了した後において、その通電方向と
逆方向に小′Ｊｉ流を流すつまた、第二の発明は、複数
のコイルをｊ置火複数相ずつ通電する多相励磁によるパ
ルスモータ駆動方法において、励磁電流が変化しない相
の全部、または１部の相の電流をわずかに減らす。

以上の手段を具備してなるものである。

「作用」 上記の構成によって、残留磁気を相殺することができる
ので、ヒステ１）シスによる位置ずれをなくすことがで
き、高ｒ１度の位置決めができる。

「実施例」 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する５第１図は、この発明の一実施例によるパルスモー
タ駆動回路の構成を示す回路図であり、この駆動回路は
第５図に示すリニアパルスモータのコイルＡ、Ｂを駆動
する回路である。この図において、５ａ、５ｂはそれぞ
れコイルＡ。

Ｂを駆動する駆動回路であり、その構成は共に同一であ
る５６は制御回路で、前記駆動回路５ａ。

５ｂへ信号Ａ、Ａ、Ｃ，Ｂ、Ｂ、Ｄを供給するり７ａ、
７ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂは信号入力端子、１０ａ
、１０’ｂ、１１ａ、１１ｂは２人力ナンドゲート、１
２ａ〜１５ａ、１２ｂ〜１５ｂはトランジスタ、Ａ、Ｂ
はコイル（第５図参照）、１６ａ、１６ｂは抵抗で、コ
イルＡ、Ｂに流れる電流を検出する。１７ａ〜１９ａ、
１７ｂ〜１９ｂは抵抗、２０ａ、２０ｂは発振防止用抵
抗、２１ａ。

２１１）はスイッチングトランジスタでオン、オフさす
ることで電圧ｖ１　を変化さ亡る。２２ａ。

２２ｂはコンパレータである。２３ａ〜２８ａ１２３ｂ
〜２８１）はダイオードであり、コイルＡ及びＢによる
逆起電力からトランジスタ１２ａ〜１５ａ、１２ｂ〜１
５１）を保護する。

次に、−相励磁で移動チェ（第５図参照）をＹ１方向へ
移動さ？る場合について、上記の駆動回路の動作を第２
図（イ）および第３図を参照して説明するう 第２図（イ）に示す表は制御回路乙の出力信号Ａ。

Ａ、Ｃ，Ｂ、Ｂ、Ｄを示す表であり、制御回路６は同表
に示すステップ０〜３の各信号をクロックパルスのタイ
ミングで繰返り出力する。また、同図に示す波形は表に
示す信号に対応してコイルＡおよびコイルＢに各々流れ
る電流Ｔ＾および丁９を示すっなお、第１図に示す雷、
流ＴＡ、ＴＢの矢印は電流の正方向を示すつまず、制御
回路６からステップ０の信号Ａ＝”０“、Ａ＝″１″、
Ｃ−′１″が各々出力された時点（（ついて考察する。

信号Ａ＝″０″が出力されると、トランジスタ１４ａが
オフとなり、またナントゲート１０ａの出力が１″とな
ることからトランジスタ１２ａもオフとなる。また信号
Ａ＝″１″が出力されると、トランジスタ１５ａはオン
となる。また、信号Ｃ＝″１′が出力されると、トラン
ジスタ２１ａがオンとなり、抵抗１９ａが抵抗１８ａに
並列に接続され、この結果、コンパレータ２２ａの非反
転入力端の電圧Ｖ、が低電圧ＶＩＬ（例えば０３ｖ）と
なる、ここで、電圧ｖ２がＶｇ〈’ｈｒｒであるとする
とコンパレータ２２ａの出力力げ１″となり、従って、
ナントゲート１１ａの出力力げＯｎとなり、トランジス
タ１３ａがオンとなる。このように、制御回路６からス
テップ０の信号が出力されると、トランジスタ１３ａ、
１５ａがオンとなりコイルＡに負の電流が流れ始める。

コイルＡに電流が流れ始めると、電圧Ｖ、が上昇しＶ　
ｙ　＞　Ｖｔ　ｘ。

どなると、コンパレータ２２ａの出力がＯとなり、従っ
て、ナントゲート１１ａの出力が０となり、トランジス
タ１３ａがオフとｔ【るっ　トランジスタ１３ａがオフ
となると、コイルＡに電流が流れなくなるっこのため電
圧Ｖ、は再び低下し、Ｖｔ　＜ＶＩＬとなってコンパレ
ータ２２ａの出力が１ｎとなり、萌述した初めの状態と
同様にコイルＡに負の電流が流れるう以後、次のクロッ
クパルスのタイミングでステップ１に移るｔ。−ｔ１間
に第５図に示す鋸歯状の負電流へ丁Ａ　　がコイルＡに
流れる。ここで、電流Δ１人　　の値は、前述した底圧
ＶＩＬに対応した値となる５次に、ステップ１の信号Ａ
＝”Ｏ”、Ａ＝”　ｉ　’、Ｃ＝″０”が各々出力され
た時点について考察する。信号Ａ、Ａは前記ステップＯ
と同様であるので、ナントゲート１０ａの出力は１”、
トランジスタ１２ａ。

１４ａはオフ、トランジスタ１５ａはオンになる。

また、信号Ｃ＝’″Ｏ”が出力されると、トランジスタ
２１ａがオフとなり、抵抗１９ａの一端がカットオフさ
れ、この結果、電圧Ｖ、が高電圧■−（例えば４．５４
）となる。電圧Ｖ、がＶｌｌｌ＋となると、電圧Ｖ、が
Ｖ　２　（Ｖｔ　Ｈとなり、これによりコンパレータ２
２ａの出力が′１”となり、従って、ナントゲート１１
ａの出力が′０”となり、トランジスタ１３ａがオンと
なろうこのように制御回路７からステップ１の信号が出
力されると、トランジスタ１３ａ、１５ａがオンとなり
コイ／Ｌ／Ａに負の電流が流れ始める。コイルＡに負の
電流が流れ始めると、電圧Ｖ、が上昇しＶｇ　＞Ｖｉａ
となると、コンパレータ２２ａの出力が′０′となり、
従って、ナントゲート１１ａの出力がＯｎとなり、トラ
ンジスタ１３ａがオフとなる。これによリ、コイルＡに
電流が流れなくなる。この結果、電圧Ｖ、は再び低下し
、ｖｔ＜Ｖｌｌｌ＋となって、コンパレータ２２ａの出
力が１”となり、前述した初めの状態と同様にコイルＡ
に負の電流が流れる。以後、次のクロックパルスのタイ
ミングでステップ２に移る１、−１，間に第３図に示す
負の電流１人がコイルＡに流れるうここで、電流丁。

の値は、電圧Ｖｌｌ！に対応した値となる。以上、ステ
ップ１についての回路動作であるが、ステップ０と異な
る点は、トランジスタ２１ａのオン−オフによって電圧
Ｖ、が変化し、このトランジスタ２１ａがオンのときの
電圧ＶＩＬと、オフのときの箱、圧ｖｌＩの電圧値の違
い（ｖＩ、ｌＩ＞ｖＩＬ）が、コイ／Ｉ／Ａに流れる′
１！ｉ流の大きさの違いになる点である。

以後、ステップ０および１と同様にステップ２において
は、制御回路７から信号Ａ＝″１″、Ａ＝″０′、Ｃ＝
′１”が各々出力された時点で、前記ステップ０におけ
る信号ＡとＡとの信号値が逆になるだけであり、同様の
手頑で信号Ａから順次回路の動作を解析すれば、トラン
ジスタ１４ａはオン、１３ａ、１５ａはオフとなり、ま
た、トランジスタ２１ａがオンとなって、電圧Ｖｔ＜Ｖ
＋ｂであれば、トランジスタ１２ａがオンとなりコイル
Ａに正の電流が流れ始める。また、コイルＡに電流が流
れ始めると、ｙ　、　）　ｖＬＬとなってコイルＡに電
流が流れなくなるっ以後、次のステップまでコイルＡに
鋸歯状の正電流６丁Ａ　　が流れる５次にステップ３に
おいて、前述したステップ２の場合と同様にステップ１
の場合と逆になるだけで、次のステップ（０ステツプに
戻る５　）まで鋸歯状に正電流子λが流れる。以上、駆
動回路５ａでのステップ０〜３までの回路動作は、駆動
回路５ｂでも同様に動作し、また、第２図（ロ）に示す
、移動チェをＹ２方向へ移動さする場合も同図（ロ）の
表に示す信号を制御回路６から駆動回路５ａ、ｓｂへ供
給することで実現できろう 次に、二相励磁の場合、前記−相励磁の動作を基に、第
２図Ｐ−ｊ　、　ｆ−１及び第４図を参照して説明する
つ 第２図（ハ）に示す表及び波形は前述した一相励磁にお
いて説明した通りであり、同表における各ステップでの
信号が制御回路６から出力され駆動回路へ供給された場
合の回路動作も一相励磁において説明した場合と同様で
あろうしかしながら、二相励磁の場合は、コイ／’Ａ、
Ｂに常に電流が交互に方向をかえて流れることになるの
で、コイＰＶＣ流れる電流が反転すると、反転前の残留
磁気による逆起磁力が働くため、反転後の起磁力が低下
する。このことを踏まえると、第１図の回路で、コイル
に流れる気流が反転する以前で、電流を減ら４゜すよう
にすれば良い、このために同図において、トランジスタ
２１ａがオンになる間（第４図ｔ０−ｔ、）の電圧Ｖ、
の値を、抵抗１９ａの値を大きくして一相励磁における
場合より高くすれば（例えば４．ｌＶ）、第２図し・Ｉ
（ロ）に示すように電流ΔＴＡ　　だけ減少した波形と
なるっこのときの電圧ｖ１　をＶ　Ｈ＝　Ｖ　Ｉ　！、
１　　とすれば、ｖＩＬ　くｖＩＭくＶＩＨの関係が成
立するつ以上のごとく本案の実施列において、抵抗１９
ａの値を適切に設定することで、−相励磁にも、二相励
磁にも適用でき、更にはこれらを組合わすた１−２相励
磁方式においても適用できる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、モータの構造
を全く変えることなしにヒステリシスによる位置決め誤
差をなくすことができ、高精度の位置決めが可能となろ
うまた、ヒステリシスの大きいコア材を用いることがで
きるため、コストの低減ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施１１ＦＪの構成を示す回路
図、第２図（イ）、（ｔｆｆｌは一相励磁の電流波形図
、第２図し８、（ヨは二相励磁の電流波形図、第６図は
一相励磁におけるコイ／ｌ／Ａに流れる′！！、流波形
図、第４図は二相励磁におけるコイルＡに流れる電流波
形図、第５図（イ）、（ロ）はリニアパルスモータの構
造を示す図と、１／４ピツチ移動した位置を示す図、第
６図は、コイルＡ、Ｂの駆動回路、第７図（イ）、（ロ
）は従来の一相励磁の電流波形図、第７図（ハ）、（ロ
）は従来の二相励磁の電流波形図、第８図は位置すれ誤
差を示す図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　複数のコイルを順次１相ずつ通電する１相励磁
   によるパルスモータ駆動方法において、前記コイルの通
   電が終了した後において、その通電方向と逆方向に小電
   流を流すことを特徴とするパルスモータ駆動方法。
2. （２）　複数のコイルを順次複数相ずつ通電する多相励
   磁によるパルスモータ駆動方法において、励磁電流が変
   化しない相の全部、または１部の相の電流をわずかに減
   らすことを特徴とするパルスモータ駆動方法。