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JP2007159273A - Pulse motor device - Google Patents

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JP2007159273A
JP2007159273A JP2005351096A JP2005351096A JP2007159273A JP 2007159273 A JP2007159273 A JP 2007159273A JP 2005351096 A JP2005351096 A JP 2005351096A JP 2005351096 A JP2005351096 A JP 2005351096A JP 2007159273 A JP2007159273 A JP 2007159273A
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JP
Japan
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rotor
stator
magnetic
magnetic sensor
pole
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Pending
Application number
JP2005351096A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Baba
康治 馬場
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Seiko Time Creation Inc
Original Assignee
Seiko Clock Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To normally rotate or reverse the rotor of a pulse motor. <P>SOLUTION: A magnetic sensor 3 is arranged near the rotor 1 of the pulse motor 11 so as to detect the rotational direction of the rotor 1. Stator magnetic poles 2p and 2q are made so that the angle θ between a dynamic magnetic center line L2 and a static stability line L1 may be not less than 45° and not more than 90° in the direction of normal rotation. A control circuit for driving this pulse motor 11 judges the direction of the rotor 1, based on the detection signal of the magnetic sensor 3, and judges the rotational direction of the rotor 1, based on a rotational direction switching signal. Then, the control circuit generates a drive pulse signal so as to rotate the rotor 1, based on the direction of the rotor 1 and the rotational direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パルスモータ装置に関するものである。   The present invention relates to a pulse motor device.

時計用モータとして、正逆転が可能な単相2極のパルスモータ装置がある(例えば、特許文献1参照)。   As a timepiece motor, there is a single-phase two-pole pulse motor device capable of forward and reverse rotation (see, for example, Patent Document 1).

このパルスモータ装置では、非励磁状態におけるロータの静安定位置が、励磁状態におけるステータ磁極の動的磁気中心に対し、ほぼ90度変位した位置にあり、パルスモータ装置は、初動時に十分に大きなパルス幅を有する単一極性の初期化パルスを発生させる。その後、パルスモータ装置は、通常駆動するパルスをパルスモータに出力して所望の回転方向に駆動する。   In this pulse motor device, the static stable position of the rotor in the non-excited state is at a position displaced by approximately 90 degrees with respect to the dynamic magnetic center of the stator magnetic pole in the excited state. A single polarity initialization pulse having a width is generated. Thereafter, the pulse motor device outputs a normally driven pulse to the pulse motor and drives it in a desired rotation direction.

特許第2614769号明細書Japanese Patent No. 2614769

しかし、従来のパルスモータ装置は、初動時にロータの位相を固定するため、パルス幅の大きなパルスを出力する。しかし、その後に何らかの理由でロータが180°回転してしまったり、通常のパルスで一度送りミスをしたりすると、その後モータが逆転してしまうという問題があった。これを防ぐために、通常パルスを出力する前に大きなパルス幅のパルスを毎回出力すると、消費電流が多くなってしまうという問題があった。   However, the conventional pulse motor device outputs a pulse having a large pulse width in order to fix the phase of the rotor at the initial operation. However, if the rotor rotates 180 ° for some reason after that, or if a feed error is made once with a normal pulse, there is a problem that the motor reverses thereafter. In order to prevent this, if a pulse having a large pulse width is output each time before a normal pulse is output, there is a problem that current consumption increases.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、確実に正転又は逆転させることが可能なパルスモータ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a pulse motor device that can reliably rotate forward or reverse.

この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るパルスモータ装置は、
N極とS極とが2極に着磁されたロータと、
前記ロータを駆動する一対のステータ磁極からなるものであって前記ロータが貫通する孔が形成されたステータと、
前記ステータを励磁する駆動コイルと、
前記ロータの軸表面近傍に配置され、近接した前記ロータの磁極を検知して検知信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別し、判別した前記ロータの向きと指示された回転方向とに基づいて前記駆動コイルへの通電を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve this object, a pulse motor device according to the first aspect of the present invention provides:
A rotor in which N and S poles are magnetized in two poles;
A stator comprising a pair of stator magnetic poles for driving the rotor and having a hole through which the rotor passes;
A drive coil for exciting the stator;
A magnetic sensor that is arranged near the shaft surface of the rotor, detects a magnetic pole of the rotor adjacent thereto, and outputs a detection signal;
A control unit that determines the orientation of the rotor based on a detection signal output from the magnetic sensor, and that controls energization to the drive coil based on the determined orientation of the rotor and the instructed rotation direction; It is characterized by having.

前記制御部は、前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別し、判別した前記ロータの向きと指示された回転方向とに基づいて駆動パルス信号を生成するものであって、前記駆動パルス信号の生成前に、前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別するようにしてもよい。   The controller determines the orientation of the rotor based on a detection signal output from the magnetic sensor, and generates a drive pulse signal based on the determined orientation of the rotor and an instructed rotation direction. Then, before generating the drive pulse signal, the orientation of the rotor may be determined based on the detection signal output from the magnetic sensor.

前記ステータは、前記ステータ磁極の動的磁気中心線に対して、非励磁状態において前記ロータが静止する方向を示す静的安定線の角度が正転方向に45°以上、90°以下となるように前記一対のステータ磁極が形成されたものであって、
前記磁気センサが前記動的磁気中心線に対して90°ずれた位置近辺に配置されてもよい。
In the stator, the angle of the static stability line indicating the direction in which the rotor is stationary in a non-excited state with respect to the dynamic magnetic center line of the stator magnetic pole is 45 ° or more and 90 ° or less in the forward rotation direction. The pair of stator magnetic poles is formed on
The magnetic sensor may be arranged in the vicinity of a position shifted by 90 ° with respect to the dynamic magnetic center line.

本発明によれば、確実に回転方向を指定できる。   According to the present invention, the direction of rotation can be specified with certainty.

以下、本発明の実施形態に係るパルスモータ装置を図面を参照して説明する。
本実施形態に係るパルスモータ装置は、パルスモータとパルスモータ駆動回路とからなる。パルスモータの構成を図1に示す。
パルスモータ11は、図1に示すように、ロータ1と、ステータ2と、磁気センサ3と、コイル芯5と、駆動コイル6と、からなる。
Hereinafter, a pulse motor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The pulse motor device according to this embodiment includes a pulse motor and a pulse motor drive circuit. The configuration of the pulse motor is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the pulse motor 11 includes a rotor 1, a stator 2, a magnetic sensor 3, a coil core 5, and a drive coil 6.

ロータ1は、円板状の永久磁石から構成され、ロータ1の直径の両端がそれぞれN極、S極の2極に着磁されている。   The rotor 1 is constituted by a disk-shaped permanent magnet, and both ends of the diameter of the rotor 1 are magnetized to two poles of N pole and S pole, respectively.

ステータ2は、ステータ磁極2p,2qが一体となったものであり、中央部にはロータ1を挿入するための円形孔2aが設けられている。   The stator 2 is formed by integrating stator magnetic poles 2p and 2q, and a circular hole 2a for inserting the rotor 1 is provided at the center.

円形孔2aの中心を通って上下方向に延伸する直線をYとして、直線Y上において、ステータ2の上辺部及び下辺部に狭幅部2b、2cが設けられている。ステータ2の断面積は、この狭幅部2b、2cの部分で小さくなり、磁気抵抗が大きくなる。これにより、ステータ2は直線Yを境として磁気的に左右に分断された状態となる。   Narrows 2b and 2c are provided on the upper and lower sides of the stator 2 on the straight line Y, where Y is a straight line extending in the vertical direction through the center of the circular hole 2a. The cross-sectional area of the stator 2 is reduced at the narrow portions 2b and 2c, and the magnetic resistance is increased. Accordingly, the stator 2 is magnetically divided into left and right with the straight line Y as a boundary.

ステータ2の下端部にはコイル芯5が設けられてあり、コイル芯5には駆動コイル6が巻回される。駆動コイル6の両端には、入力端子6a,6bが設けられている。円形孔2aの中心を通って延伸する直線を動的磁気中心線L2として磁気回路が形成される。1対のステータ磁極2p,2qは、動的磁気中心線L2上の円形孔2aを挟んで両側に形成される。   A coil core 5 is provided at the lower end of the stator 2, and a drive coil 6 is wound around the coil core 5. Input terminals 6 a and 6 b are provided at both ends of the drive coil 6. A magnetic circuit is formed with a straight line extending through the center of the circular hole 2a as a dynamic magnetic center line L2. The pair of stator magnetic poles 2p and 2q are formed on both sides of the circular hole 2a on the dynamic magnetic center line L2.

入力端子6a,6bを介して駆動コイル6に駆動パルスが印加されると、ステータ磁極2p,2qは、コイル芯5を経て、N極又はS極となるように励磁される。   When a drive pulse is applied to the drive coil 6 via the input terminals 6a and 6b, the stator magnetic poles 2p and 2q are excited to be N poles or S poles via the coil core 5.

円形孔2aには、1対の円弧状のノッチ2d,2eが設けられている。ノッチ2d,2eは、ノッチ中心線L3上に設けられる。   The circular hole 2a is provided with a pair of arc-shaped notches 2d and 2e. The notches 2d and 2e are provided on the notch center line L3.

ノッチ2d,2eは、ノッチ中心線L3に対して線対称な形状を有している。このため、ステータ2が非励磁状態のとき、ロータ1のN極,S極は、2つのノッチから等距離に位置し、ロータ1は、この状態で静止する。   The notches 2d and 2e have a shape symmetrical with respect to the notch center line L3. For this reason, when the stator 2 is in a non-excited state, the N pole and S pole of the rotor 1 are located at equal distances from the two notches, and the rotor 1 is stationary in this state.

即ち、ロータ1は、ロータ1のN極,S極を結ぶ直線と、静的安定線L1とが一致した状態で静止する。静的安定線L1は、非励磁状態においてロータ1が静止する方向を示す線であり、静的安定線L1の位置が静的安定位置になる。   That is, the rotor 1 stands still in a state where the straight line connecting the N pole and S pole of the rotor 1 and the static stability line L1 coincide. The static stable line L1 is a line indicating the direction in which the rotor 1 is stationary in the non-excited state, and the position of the static stable line L1 is the static stable position.

静的安定線L1とノッチ中心線L3とのなす角度は90°である。動的磁気中心線L2に対する静的安定線L1の角度をθとして、ステータ磁極2p,2qは、角度θが正転方向に45°以上、90°以下となるように形成される。角度θがほぼ90°となることは、正回転と逆回転との特性の差を小さくするために有効である。   The angle formed by the static stability line L1 and the notch center line L3 is 90 °. The stator magnetic poles 2p and 2q are formed such that the angle θ is 45 ° or more and 90 ° or less in the forward rotation direction, where θ is the angle of the static stability line L1 with respect to the dynamic magnetic center line L2. The fact that the angle θ is approximately 90 ° is effective for reducing the difference in characteristics between forward rotation and reverse rotation.

また、動的磁気中心線L2と静的安定線L1とのなす角度θをほぼ45°に設定してもよく、これにより、正転する場合に最も効率のよいモータが得られる。この場合、逆転させるにはよりエネルギーの高い駆動パルス(具体的にはパルス幅の長いパルスや極性の異なる2種類以上のパルスを組み合わせた駆動パルス等)を入力する必要がある。   In addition, the angle θ formed by the dynamic magnetic center line L2 and the static stability line L1 may be set to approximately 45 °, whereby the most efficient motor can be obtained in the case of normal rotation. In this case, in order to reverse, it is necessary to input a drive pulse with higher energy (specifically, a pulse having a long pulse width or a combination of two or more kinds of pulses having different polarities).

しかし、時計の場合、一般的には、ほとんどの時間モータを正転させて使用するため、角度θをほぼ45°に設定することは、電池寿命の長い高効率の時計を得るのに有効であり、かつ、通常時において逆転することを防止するのにも有効である。また、動的磁気中心線L2と静的安定線L1とのなす角度θを、それぞれの利点を勘案しながら、45°以上、90°以下の範囲内で決定してもよい。   However, in the case of a watch, in general, since the motor is normally rotated for most of the time, setting the angle θ to approximately 45 ° is effective for obtaining a highly efficient watch having a long battery life. It is also effective in preventing reverse rotation during normal times. Further, the angle θ formed by the dynamic magnetic center line L2 and the static stability line L1 may be determined within a range of 45 ° or more and 90 ° or less, taking into account the respective advantages.

磁気センサ3は、測定対象の磁場の強さ等を検出するものであり、図1に示すように、ロータ1の近傍に配置されている。磁気センサ3には、半導体磁気抵抗素子、ホール素子、強磁性薄膜素子、コイルピックアップ等が用いられる。   The magnetic sensor 3 detects the strength of the magnetic field to be measured, and is disposed in the vicinity of the rotor 1 as shown in FIG. As the magnetic sensor 3, a semiconductor magnetoresistive element, Hall element, ferromagnetic thin film element, coil pickup, or the like is used.

磁気センサ3は、動的中心線L2に対して90°ずれた位置近辺、即ち、90°ずれた位置及びこの位置を中心に予め設定された誤差範囲内に配置されている。このため、磁気センサ3の位置は、静的安定位置に位置するロータ1の極に対し、0〜45°ずれた位置となり、磁気センサ3は、ロータ1が静止している際の向きを判別するために必要な磁場の強さを得ることができる。   The magnetic sensor 3 is disposed in the vicinity of a position shifted by 90 ° with respect to the dynamic center line L2, that is, a position shifted by 90 ° and an error range set in advance around this position. For this reason, the position of the magnetic sensor 3 is shifted by 0 to 45 ° with respect to the pole of the rotor 1 located at the static stable position, and the magnetic sensor 3 determines the direction when the rotor 1 is stationary. To obtain the strength of the magnetic field required to

また、同時に、磁気センサ3が動的中心線L2に対して90°ずれた位置近辺に配置されていると、後述するパルスモータ11の非間欠の高速回転時に、駆動パルス信号の極性の切り替えタイミングと磁気センサ3の信号がゼロクロスするタイミングとが一致する。このため、磁気センサ3を高速回転時の駆動パルス制御にも兼用する場合、高速回転時の駆動パルス信号の制御が容易になる。   At the same time, if the magnetic sensor 3 is disposed in the vicinity of a position shifted by 90 ° with respect to the dynamic center line L2, the timing of switching the polarity of the drive pulse signal during non-intermittent high-speed rotation of the pulse motor 11 described later. And the timing at which the signal of the magnetic sensor 3 crosses zero. For this reason, when the magnetic sensor 3 is also used for drive pulse control during high-speed rotation, control of the drive pulse signal during high-speed rotation is facilitated.

本実施形態の磁気センサ3は、ロータ1のN極と近接したときにL_HIGHの検知信号を出力し、ロータ1のS極と近接したときにL_LOWの検知信号を出力するものとする。   The magnetic sensor 3 of the present embodiment outputs an L_HIGH detection signal when approaching the N pole of the rotor 1, and outputs an L_LOW detection signal when approaching the S pole of the rotor 1.

図2に示すモータ駆動回路は、かかるパルスモータ11を駆動する。
モータ駆動回路は、水晶発振器12と、分周器13と、制御回路14と、ドライバ15と、正逆切換スイッチ16と、磁気センサ3と、からなる。
The motor drive circuit shown in FIG. 2 drives the pulse motor 11.
The motor drive circuit includes a crystal oscillator 12, a frequency divider 13, a control circuit 14, a driver 15, a forward / reverse selector switch 16, and a magnetic sensor 3.

水晶発振器12は、一定の周波数の信号を出力するものである。
分周器13は、水晶発振器12が出力した信号の周波数を分周するものである。
The crystal oscillator 12 outputs a signal having a constant frequency.
The frequency divider 13 divides the frequency of the signal output from the crystal oscillator 12.

正逆切換スイッチ16は、制御回路14に回転方向切換信号を供給することにより、手動等によってパルスモータ11の正逆回転の切換を行うためのスイッチである。前述の磁気センサ3は、検知信号を制御回路14に供給する。   The forward / reverse selector switch 16 is a switch for switching forward / reverse rotation of the pulse motor 11 manually by supplying a rotation direction switching signal to the control circuit 14. The magnetic sensor 3 described above supplies a detection signal to the control circuit 14.

制御回路14は、駆動パルス信号O1及びO2をドライバ15に供給するものである。制御回路14は、CPU、ROM、RAM等を備え(図示せず)、正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号に基づいてロータ1の回転方向を判定する。また、制御回路14は、磁気センサ3から供給された検知信号に基づいて駆動パルス信号O1及びO2をドライバ15に供給する。   The control circuit 14 supplies drive pulse signals O1 and O2 to the driver 15. The control circuit 14 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and determines the rotational direction of the rotor 1 based on the rotational direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16. Further, the control circuit 14 supplies drive pulse signals O1 and O2 to the driver 15 based on the detection signal supplied from the magnetic sensor 3.

ドライバ15は、制御回路14から供給された駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、駆動パルス信号OUT1及びOUT2をパルスモータ11に供給する。尚、本実施形態では、駆動パルス信号OUT1が入力端子6aに、駆動パルス信号OUT2が入力端子6bに供給され、駆動パルス信号O1=LOW、O2=HIGHのとき、ドライバ15は、駆動パルス信号OUT1=LOW、OUT2=HIGHとし、ステータ磁極2pがN極に、ステータ磁極2qがS極に着磁されるような駆動電流をパルスモータ11に供給するものとする。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2 supplied from the control circuit 14, and supplies the drive pulse signals OUT1 and OUT2 to the pulse motor 11. In this embodiment, when the drive pulse signal OUT1 is supplied to the input terminal 6a and the drive pulse signal OUT2 is supplied to the input terminal 6b, and the drive pulse signal O1 = LOW and O2 = HIGH, the driver 15 uses the drive pulse signal OUT1. = LOW, OUT2 = HIGH, and a driving current is supplied to the pulse motor 11 so that the stator magnetic pole 2p is magnetized to the N pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the S pole.

次に実施形態に係るパルスモータ装置の動作を説明する。
パルスモータ装置は、通常は、所定の間隔毎に正転の間欠回転でパルスモータ11を駆動し、時計の表示を修正する際は、通常より短い間隔もしくは非間欠回転、又は図示しない手動スイッチにより入力された信号に合わせてパルスモータ11の正転もしくは逆転を行う。
Next, the operation of the pulse motor device according to the embodiment will be described.
The pulse motor device normally drives the pulse motor 11 with intermittent rotation at regular intervals at predetermined intervals, and when correcting the display of the timepiece, the interval is shorter than normal or non-intermittent rotation, or a manual switch (not shown) is used. The pulse motor 11 is rotated forward or backward in accordance with the input signal.

水晶発振器12は、一定の周波数の信号を分周器13に出力し、分周器13は、分周した信号を制御回路14に出力する。   The crystal oscillator 12 outputs a signal having a constant frequency to the frequency divider 13, and the frequency divider 13 outputs the frequency-divided signal to the control circuit 14.

制御回路14は、図3に示すフローチャートに従って駆動制御処理(1)を実行し、指針運針のタイミング毎に所定幅の駆動パルス信号O1及びO2をドライバ15に供給する   The control circuit 14 executes the drive control process (1) according to the flowchart shown in FIG. 3, and supplies the drive pulse signals O1 and O2 having a predetermined width to the driver 15 at every timing of the pointer movement

制御回路14は、磁気センサ3の検知信号に基づいてロータ1の向きを判別する(ステップS11)。   The control circuit 14 determines the orientation of the rotor 1 based on the detection signal of the magnetic sensor 3 (step S11).

ステップS11においてN極と判定した場合、制御回路14は、正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号に基づいて回転させる方向が正転方向か逆転かを判定する(ステップS12)。ステップS12において、回転方向が正転方向と判定した場合、制御回路14は、出力する駆動パルス信号O1=LOW、O2=HIGHに設定する(ステップS13)。   If it is determined in step S11 that the polarity is N, the control circuit 14 determines whether the direction of rotation is normal or reverse based on the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 (step S12). If it is determined in step S12 that the rotation direction is the normal rotation direction, the control circuit 14 sets the output drive pulse signal O1 = LOW and O2 = HIGH (step S13).

ステップS12において、逆転と判定した場合、制御回路14は、出力する駆動パルス信号をO1=HIGH,O2=LOWに設定する(ステップS14)。   If it is determined in step S12 that the rotation is reverse, the control circuit 14 sets the drive pulse signal to be output to O1 = HIGH and O2 = LOW (step S14).

ステップS11においてS極と判定した場合、制御回路14は、正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号に基づいて回転方向が正転方向か逆転方向かを判定する(ステップ15)。   If it is determined in step S11 that it is the S pole, the control circuit 14 determines whether the rotation direction is the forward rotation direction or the reverse rotation direction based on the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 (step 15).

ステップS15において、回転方向が正転方向と判定した場合、制御回路14は、出力する駆動パルス信号OUTをO1=HIGH,OUT2=LOWに設定する(ステップS16)。   If it is determined in step S15 that the rotation direction is the normal rotation direction, the control circuit 14 sets the output drive pulse signal OUT to O1 = HIGH and OUT2 = LOW (step S16).

ステップS15において、回転方向が逆転方向と判定した場合、制御回路14は、出力する駆動パルス信号をO1=LOW,O2=HIGHに設定する(ステップS17)。   If it is determined in step S15 that the rotation direction is the reverse rotation direction, the control circuit 14 sets the output drive pulse signal to O1 = LOW and O2 = HIGH (step S17).

次に、パルスモータ装置の具体的な動作を説明する。
図4(a)に示すように、Pos11に示す位置にロータ1が停止している場合、磁気センサ3の検知信号の信号レベルは、図4(b)に示すように、L_HIGHとなる。
Next, a specific operation of the pulse motor device will be described.
As shown in FIG. 4A, when the rotor 1 is stopped at the position indicated by Pos11, the signal level of the detection signal of the magnetic sensor 3 is L_HIGH as shown in FIG. 4B.

制御回路14は、この信号レベルL_HIGHに基づいて、磁気センサ3がロータ1のN極に近接していると判別する(ステップS11において「L_HIGH」)。   Based on the signal level L_HIGH, the control circuit 14 determines that the magnetic sensor 3 is close to the north pole of the rotor 1 (“L_HIGH” in step S11).

正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号が正転を示すものであれば、制御回路14は、図4(c)、(d)に示すように、駆動パルス信号O1=LOW,O2=HIGHを出力する(ステップS13の処理)。   If the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 indicates normal rotation, the control circuit 14 drives the drive pulse signal O1 = LOW, O2 as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d). = HIGH is output (processing of step S13).

ドライバ15は、この駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、OUT1=LOW,OUT2=HIGHの駆動パルス信号を出力し、駆動電流を駆動コイル6に供給する。駆動コイル6に駆動電流が流れることにより、ステータ磁極2pはN極に、ステータ磁極2qはS極に着磁される。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2, outputs a drive pulse signal of OUT1 = LOW, OUT2 = HIGH, and supplies a drive current to the drive coil 6. When a drive current flows through the drive coil 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the N pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the S pole.

このようにステータ磁極2p,2qが着磁されることにより、ロータ1は、図4の矢印で示す正方向に正回転する。制御回路14は、図4(c)、(d)に示すように、所定の時間経過後に、駆動パルス信号O1を立ち上げ、駆動パルス信号O2を立ち下げ、ステータ磁極2p,2qの磁気は消滅する。しかし、ロータ1は、慣性によりそのまま正回転して、Pos12に示す位置を経由して、Pos13に示す位置で停止する。   As the stator magnetic poles 2p and 2q are magnetized in this way, the rotor 1 rotates forward in the positive direction indicated by the arrow in FIG. As shown in FIGS. 4C and 4D, the control circuit 14 raises the drive pulse signal O1 and lowers the drive pulse signal O2 after a predetermined time has elapsed, and the magnetism of the stator magnetic poles 2p and 2q disappears. To do. However, the rotor 1 rotates forward as it is due to inertia and stops at the position indicated by Pos13 via the position indicated by Pos12.

ロータ1が回転して、図4(a)に示すPos13に示す位置で停止している場合、図4(a)に示すように、磁気センサ3の検知信号の信号レベルは、L_LOWとなる。   When the rotor 1 rotates and stops at the position indicated by Pos13 shown in FIG. 4A, the signal level of the detection signal of the magnetic sensor 3 is L_LOW as shown in FIG. 4A.

制御回路14は、この信号レベルL_LOWに基づいて、磁気センサ3がロータ1のS極に近接していると判別する。   The control circuit 14 determines that the magnetic sensor 3 is close to the S pole of the rotor 1 based on the signal level L_LOW.

正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号が正転を示すものであれば、制御回路14は、図4(c)、(d)に示すように、駆動パルス信号O1=HIGH,O2=LOWを出力する(ステップS16の処理)。   If the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 indicates normal rotation, the control circuit 14 drives the drive pulse signal O1 = HIGH, O2 as shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d). = LOW is output (processing in step S16).

ドライバ15は、この駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、OUT1=HIGH,OUT2=LOWの駆動パルス信号を出力し、駆動電流を駆動コイル6に供給する。駆動コイル6に駆動電流が流れることにより、ステータ磁極2pはS極に、ステータ磁極2qはN極に着磁される。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2, outputs a drive pulse signal of OUT1 = HIGH, OUT2 = LOW, and supplies a drive current to the drive coil 6. When a drive current flows through the drive coil 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the S pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the N pole.

このようにステータ磁極2p,2qが着磁されることにより、ロータ1は、図4(a)の矢印で示す正方向に正回転する。制御回路14は、図4(c)、(d)に示すように、所定の時間経過後に、駆動パルス信号O1を立ち下げ、駆動パルス信号O2を立ち上げ、ステータ磁極2p,2qの磁気は消滅する。しかし、ロータ1は、慣性によりそのまま正回転して、Pos14に示す位置を経由して、次の停止位置で停止する。   As the stator magnetic poles 2p and 2q are magnetized in this way, the rotor 1 rotates forward in the positive direction indicated by the arrow in FIG. As shown in FIGS. 4C and 4D, the control circuit 14 lowers the drive pulse signal O1, raises the drive pulse signal O2, and extinguishes the magnetism of the stator magnetic poles 2p and 2q after a predetermined time has elapsed. To do. However, the rotor 1 rotates forward as it is due to inertia and stops at the next stop position via the position indicated by Pos14.

次に、図5(a)に示すように、ロータ1がPos21に示す位置に停止している場合、磁気センサ3の検知信号の信号レベルは、図5(b)に示すように、L_HIGHとなる。   Next, as shown in FIG. 5A, when the rotor 1 is stopped at the position indicated by Pos21, the signal level of the detection signal of the magnetic sensor 3 is L_HIGH as shown in FIG. Become.

制御回路14は、この信号レベルL_HIGHに基づいて、磁気センサ3がロータ1のN極に近接していると判別する(ステップS11において「L_HIGH」)。   Based on the signal level L_HIGH, the control circuit 14 determines that the magnetic sensor 3 is close to the north pole of the rotor 1 (“L_HIGH” in step S11).

このとき、正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号が逆転を示すものであると、制御回路14は、図5(c)、(d)に示すように、駆動パルス信号O1=HIGH,O2=LOWを出力する(ステップS14の処理)。   At this time, if the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 indicates reverse rotation, the control circuit 14 indicates that the drive pulse signal O1 = HIGH as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d). , O2 = LOW is output (processing in step S14).

ドライバ15は、この駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、OUT1=HIGH,OUT2=LOWの駆動パルス信号を出力し、駆動電流を駆動コイル6に供給する。駆動コイル6に駆動電流が流れることにより、ステータ磁極2pはS極に、ステータ磁極2qはN極に着磁される。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2, outputs a drive pulse signal of OUT1 = HIGH, OUT2 = LOW, and supplies a drive current to the drive coil 6. When a drive current flows through the drive coil 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the S pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the N pole.

このようにステータ磁極2p,2qが着磁されることにより、ロータ1は、図5(a)の矢印で示す逆方向に逆回転する。制御回路14は、図5(c)、(d)に示すように、所定の時間経過後に、駆動パルス信号O1を立ち下げ、駆動パルス信号O2を立ち上げ、ステータ磁極2p,2qの磁気は消滅する。しかし、ロータ1は、慣性によりそのまま逆回転して、Pos22の位置を経由し、Pos23に示す位置で停止する。   As the stator magnetic poles 2p and 2q are magnetized in this manner, the rotor 1 rotates in the reverse direction indicated by the arrow in FIG. As shown in FIGS. 5C and 5D, the control circuit 14 lowers the drive pulse signal O1 and raises the drive pulse signal O2 after a predetermined time has elapsed, and the magnetism of the stator magnetic poles 2p and 2q disappears. To do. However, the rotor 1 rotates in reverse as it is due to inertia and stops at the position indicated by Pos23 via the position of Pos22.

ロータ1が回転して、図5(a)に示すPos23に示す位置で停止している場合、磁気センサ3の検知信号の信号レベルは、L_LOWとなる。   When the rotor 1 rotates and stops at the position indicated by Pos23 shown in FIG. 5A, the signal level of the detection signal of the magnetic sensor 3 is L_LOW.

制御回路14は、この信号レベルL_LOWに基づいて、磁気センサ3がロータ1のN極に近接していると判別する。   The control circuit 14 determines that the magnetic sensor 3 is close to the N pole of the rotor 1 based on the signal level L_LOW.

正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号が逆転を示すものであれば、制御回路14は、図5(c)、(d)に示すように、駆動パルス信号O1=LOW,O2=HIGHを出力する(ステップS17の処理)。   If the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16 indicates reverse rotation, the control circuit 14 drives the drive pulse signal O1 = LOW, O2 = as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d). HIGH is output (processing of step S17).

ドライバ15は、この駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、OUT1=LOW,OUT2=HIGHの駆動パルス信号を出力し、駆動電流を駆動コイル6に供給する。駆動コイル6に駆動電流が流れることにより、ステータ磁極2pはN極に、ステータ磁極2qはS極に着磁される。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2, outputs a drive pulse signal of OUT1 = LOW, OUT2 = HIGH, and supplies a drive current to the drive coil 6. When a drive current flows through the drive coil 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the N pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the S pole.

このようにステータ磁極2p,2qが着磁されることにより、ロータ1は、図5(a)の矢印で示す逆方向に逆回転する。制御回路14は、図5(c)、(d)に示すように、所定の時間経過後に、駆動パルス信号O1を立ち上げ、駆動パルス信号O2を立ち下げ、ステータ磁極2p,2qの磁気は消滅する。しかし、ロータ1は、慣性によりそのまま逆回転して、Pos24に示す位置を経由し、次の停止位置で停止する。   As the stator magnetic poles 2p and 2q are magnetized in this manner, the rotor 1 rotates in the reverse direction indicated by the arrow in FIG. As shown in FIGS. 5C and 5D, the control circuit 14 raises the drive pulse signal O1 and lowers the drive pulse signal O2 after a predetermined time has elapsed, and the magnetism of the stator magnetic poles 2p and 2q disappears. To do. However, the rotor 1 rotates in reverse as a result of inertia and stops at the next stop position via the position indicated by Pos24.

以上説明したように、本実施形態によれば、初期状態において磁気センサ3がロータ1の向きを判定し、制御回路14は、磁気センサ3が出力した検知信号と正逆切換スイッチ16から供給された回転方向切換信号とに基づいて駆動パルス信号OUTを生成するようにした。   As described above, according to the present embodiment, the magnetic sensor 3 determines the orientation of the rotor 1 in the initial state, and the control circuit 14 is supplied from the detection signal output from the magnetic sensor 3 and the forward / reverse selector switch 16. The drive pulse signal OUT is generated based on the rotation direction switching signal.

従って、初期状態でパルス幅の大きな駆動パルス信号を出力する必要がなくなる。   Therefore, it is not necessary to output a drive pulse signal having a large pulse width in the initial state.

また、磁気センサ3により、ロータ1の向きを正確に検知することができるので、運針ミスがあった場合でも逆回転となることを防止する。   In addition, since the orientation of the rotor 1 can be accurately detected by the magnetic sensor 3, it is possible to prevent reverse rotation even when there is a hand movement error.

尚、ステップモータ11が時計に用いられた場合、時計の表示を修正する際に、非間欠で高速にロータ1を回転させることができる。この場合の動作について説明する。   When the step motor 11 is used in a timepiece, the rotor 1 can be rotated at high speed non-intermittently when correcting the timepiece display. The operation in this case will be described.

以下、磁気センサ3にロータ1のN極が近接して静止しており、正転方向に回転させる場合について説明する。   Hereinafter, the case where the N pole of the rotor 1 is close to the magnetic sensor 3 and is stationary and rotated in the forward rotation direction will be described.

制御回路14は磁気センサ3の検知信号に基づいてロータ1の向きを判別する。
ロータ1の向きがN極と判断した場合、制御回路14は、正逆切替スイッチ16から供給された回転方向切替信号に基づいて回転方向が正転方向か逆転方向かを判断する。
The control circuit 14 determines the orientation of the rotor 1 based on the detection signal of the magnetic sensor 3.
When determining that the direction of the rotor 1 is N pole, the control circuit 14 determines whether the rotation direction is the normal rotation direction or the reverse rotation direction based on the rotation direction switching signal supplied from the forward / reverse selector switch 16.

回転方向が正転方向と判断した場合、制御回路14は、図6のPos31に示すように、出力する駆動パルス信号O1=LOW、O2=HIGHを出力する。   When it is determined that the rotation direction is the forward rotation direction, the control circuit 14 outputs drive pulse signals O1 = LOW and O2 = HIGH to be output, as indicated by Pos31 in FIG.

ドライバ15はこの駆動パルス信号O1及びO2を増幅し、OUT1=LOW,OUT2=HIGHの駆動パルス信号を出力し、駆動電流を駆動コイル6に供給する。駆動コイル6に駆動電流が流れることにより、ステータ磁極2pはN極に、ステータ磁極2qはS極に着磁される。   The driver 15 amplifies the drive pulse signals O1 and O2, outputs a drive pulse signal of OUT1 = LOW, OUT2 = HIGH, and supplies a drive current to the drive coil 6. When a drive current flows through the drive coil 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the N pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the S pole.

ステータ磁極2p,2qが着磁されることにより、ロータ1は、図6のPos32以降に示す矢印方向に正回転する。   When the stator magnetic poles 2p and 2q are magnetized, the rotor 1 rotates forward in the direction of the arrow shown after Pos32 in FIG.

磁気センサ3は、ロータ1を高速回転させる間、常に検知信号を制御回路14に検知信号を出力する。磁気センサ3は動的磁気中心線L2に対して90°ずれた位置近辺に配置されているため、ロータ1のN極とS極とを結ぶ直線が動的磁気中心線L2と一致すると、磁気センサ3の検知信号はゼロとなる。   The magnetic sensor 3 always outputs a detection signal to the control circuit 14 while rotating the rotor 1 at a high speed. Since the magnetic sensor 3 is disposed in the vicinity of a position shifted by 90 ° with respect to the dynamic magnetic center line L2, if the straight line connecting the N pole and S pole of the rotor 1 coincides with the dynamic magnetic center line L2, the magnetic The detection signal of the sensor 3 becomes zero.

図6のPos32に示すように、検知信号がゼロとなるタイミング、即ち、ロータ1のN極とS極とを結ぶ直線が動的磁気中心線L2と一致したタイミングで制御回路14は駆動パルス信号O1=HIGH,O2=LOWに切り替える。   As indicated by Pos32 in FIG. 6, at the timing when the detection signal becomes zero, that is, when the straight line connecting the N pole and S pole of the rotor 1 coincides with the dynamic magnetic center line L2, the control circuit 14 Switch to O1 = HIGH and O2 = LOW.

図6のPos33に示すように、ステータ磁極2pはS極に、ステータ磁極2qはN極に着磁され、ロータ1は、その慣性と磁力によりさらに回転を続ける。   As shown by Pos33 in FIG. 6, the stator magnetic pole 2p is magnetized to the S pole and the stator magnetic pole 2q is magnetized to the N pole, and the rotor 1 continues to rotate further due to its inertia and magnetic force.

図6のPos34に示すように、ロータ1のN極とS極とを結ぶ直線が再度動的磁気中心線L2と一致し、磁気センサ3の検知信号はゼロとなると制御回路14は駆動パルス信号O1=LOW,O2=HIGHに切り替えるということを繰り返す。   As indicated by Pos34 in FIG. 6, when the straight line connecting the N pole and S pole of the rotor 1 again coincides with the dynamic magnetic center line L2, and the detection signal of the magnetic sensor 3 becomes zero, the control circuit 14 generates a drive pulse signal. Repeatedly switch to O1 = LOW and O2 = HIGH.

このように磁気センサ3を動的磁気中心線L2に対して90°ずれた位置近辺に配置することにより、新たに検出手段を設けることなく、磁気センサ3の検知信号によりロータ1の位相に同期させて駆動パルス信号を切り替えることにより、より高速で効率の良い非間欠高速回転を行うことができる。   By disposing the magnetic sensor 3 in the vicinity of the position shifted by 90 ° with respect to the dynamic magnetic center line L2 in this way, it is synchronized with the phase of the rotor 1 by the detection signal of the magnetic sensor 3 without newly providing a detection means. By switching the drive pulse signal, it is possible to perform non-intermittent high-speed rotation with higher speed and efficiency.

本発明の実施形態に係るパルスモータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse motor which concerns on embodiment of this invention. 図1に示すモータ駆動回路のブロック図である。It is a block diagram of the motor drive circuit shown in FIG. 図2に示す制御回路が実行する駆動制御処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing drive control processing executed by the control circuit shown in FIG. 2. ロータの回転方向が正転である場合の具体的動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the specific operation | movement when the rotation direction of a rotor is normal rotation. ロータの回転方向が逆転である場合の具体的動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the specific operation | movement when the rotation direction of a rotor is reverse rotation. 非間欠で高速にロータを回転(正転方向)させる際の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement at the time of rotating a rotor at high speed (forward direction) non-intermittently.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロータ
2 ステータ
3 磁気センサ
11 パルスモータ
14 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor 2 Stator 3 Magnetic sensor 11 Pulse motor 14 Control circuit

Claims (3)

N極とS極とが2極に着磁されたロータと、
前記ロータを駆動する一対のステータ磁極からなるものであって前記ロータが貫通する孔が形成されたステータと、
前記ステータを励磁する駆動コイルと、
前記ロータの軸表面近傍に配置され、近接した前記ロータの磁極を検知して検知信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別し、判別した前記ロータの向きと指示された回転方向とに基づいて前記駆動コイルへの通電を制御する制御部と、を備えた、
ことを特徴とするパルスモータ装置。
A rotor in which N and S poles are magnetized in two poles;
A stator comprising a pair of stator magnetic poles for driving the rotor and having a hole through which the rotor passes;
A drive coil for exciting the stator;
A magnetic sensor that is arranged near the shaft surface of the rotor, detects a magnetic pole of the rotor adjacent thereto, and outputs a detection signal;
A control unit that determines the orientation of the rotor based on a detection signal output from the magnetic sensor, and that controls energization to the drive coil based on the determined orientation of the rotor and the instructed rotation direction; Prepared,
A pulse motor device characterized by that.
前記制御部は、前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別し、判別した前記ロータの向きと指示された回転方向とに基づいて駆動パルス信号を生成するものであって、前記駆動パルス信号の生成前に、前記磁気センサから出力された検知信号に基づいて前記ロータの向きを判別する、
ことを特徴とする請求項1に記載のパルスモータ装置。
The controller determines the orientation of the rotor based on a detection signal output from the magnetic sensor, and generates a drive pulse signal based on the determined orientation of the rotor and an instructed rotation direction. And determining the orientation of the rotor based on the detection signal output from the magnetic sensor before generating the drive pulse signal,
The pulse motor device according to claim 1.
前記ステータは、前記ステータ磁極の動的磁気中心線に対して、非励磁状態において前記ロータが静止する方向を示す静的安定線の角度が正転方向に45°以上、90°以下となるように前記一対のステータ磁極が形成されたものであって、
前記磁気センサが前記動的磁気中心線に対して90°ずれた位置近辺に配置された、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のパルスモータ装置。
In the stator, the angle of the static stability line indicating the direction in which the rotor is stationary in a non-excited state with respect to the dynamic magnetic center line of the stator magnetic pole is 45 ° or more and 90 ° or less in the forward rotation direction. The pair of stator magnetic poles is formed on
The magnetic sensor is disposed in the vicinity of a position shifted by 90 ° with respect to the dynamic magnetic center line.
The pulse motor device according to claim 1 or 2, characterized in that.
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