JP3187034B2 - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JP3187034B2 JP3187034B2 JP06257490A JP6257490A JP3187034B2 JP 3187034 B2 JP3187034 B2 JP 3187034B2 JP 06257490 A JP06257490 A JP 06257490A JP 6257490 A JP6257490 A JP 6257490A JP 3187034 B2 JP3187034 B2 JP 3187034B2
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- rotor
- stator
- teeth
- pole
- magnetic poles
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/02—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type
- H02K37/04—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type with rotors situated within the stators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータの固定子磁極の夫々に巻
線を巻装した固定子と、この固定子に空隙を介して対向
配設した極歯を有する回転子とよりなるステッピングモ
ータの改良に関するものである。
線を巻装した固定子と、この固定子に空隙を介して対向
配設した極歯を有する回転子とよりなるステッピングモ
ータの改良に関するものである。
第４図（ａ）は従来より実施されているステッピング
モータの固定子と回転子との関係位置を示す展開図で、
１は固定子のヨーク、１−１〜１−４はこのヨーク１に
等ピッチで植設された固定子磁極、２−１〜２−４はこ
の各磁極に巻装された固定子巻線、３は回転子、３−１
〜３−５はこの回転子３の外周に設けられた極歯、４は
固定子磁極と回転子極歯との間の空隙である。
モータの固定子と回転子との関係位置を示す展開図で、
１は固定子のヨーク、１−１〜１−４はこのヨーク１に
等ピッチで植設された固定子磁極、２−１〜２−４はこ
の各磁極に巻装された固定子巻線、３は回転子、３−１
〜３−５はこの回転子３の外周に設けられた極歯、４は
固定子磁極と回転子極歯との間の空隙である。
第４図（ａ）に例示した従来より実施されているステ
ッピングモータでは固定子磁極１−１〜１−４の夫々の
回転子と対向する先端の空隙半径における歯幅Ws1と、
対向する回転子３の極歯３−１〜３−５の夫々の空隙半
径における歯幅Wr1とは略等しく構成されており、又固
定子磁極の数は，例えば４個で等ピッチx1で配設され、
又回転子の極歯３−１〜３−５は，例えば５個で等ピッ
チy1で配設されている。又ピッチx1とy1は互いに異なっ
ている。
ッピングモータでは固定子磁極１−１〜１−４の夫々の
回転子と対向する先端の空隙半径における歯幅Ws1と、
対向する回転子３の極歯３−１〜３−５の夫々の空隙半
径における歯幅Wr1とは略等しく構成されており、又固
定子磁極の数は，例えば４個で等ピッチx1で配設され、
又回転子の極歯３−１〜３−５は，例えば５個で等ピッ
チy1で配設されている。又ピッチx1とy1は互いに異なっ
ている。
又固定子巻線２−1,2−2,2−3,2−４は４組の巻線群
に分けられている。
に分けられている。
第４図（ａ）に例示したステッピングモータにおいて
は上記の４組の固定子巻線に順次電流を流すことにより
回転子がある角度づつ歩進回転するようになる。以下そ
の動作を詳述する。第４図（ａ）は固定子巻線２−１に
電流を流し固定子磁極１−１に電磁石作用を発生させ空
隙を介して対向する回転子の極歯３−１を上記固定子磁
極１−１に整列せしめた状態である。この状態で他の磁
極と極歯では磁極１−２と極歯３−２は歯幅の略1/2が
重なって回転子の極歯３−２が固定子磁極１−２に対し
左の方へ張り出している。
は上記の４組の固定子巻線に順次電流を流すことにより
回転子がある角度づつ歩進回転するようになる。以下そ
の動作を詳述する。第４図（ａ）は固定子巻線２−１に
電流を流し固定子磁極１−１に電磁石作用を発生させ空
隙を介して対向する回転子の極歯３−１を上記固定子磁
極１−１に整列せしめた状態である。この状態で他の磁
極と極歯では磁極１−２と極歯３−２は歯幅の略1/2が
重なって回転子の極歯３−２が固定子磁極１−２に対し
左の方へ張り出している。
又固定子磁極１−４と回転子極歯３−５は歯幅の略1/
2が重なり回転子の極歯３−５が右の方へ張り出してい
る。更に固定子磁極１−３は回転子の極歯とは全く重な
っていない。今第４図（ａ）の状態から回転子を右の方
向に１ステップ歩進させるには固定子巻線２−２に電流
を流し固定子巻線２−１の電流を止める。このようにす
ると固定子磁極１−１が開放され固定子磁極１−２が夫
々対向し歯幅の1/2が重なっている回転子の極歯を完全
に重なるまで吸引し回転子が歯幅の1/2ピッチだけ右に
歩進して停止する。
2が重なり回転子の極歯３−５が右の方へ張り出してい
る。更に固定子磁極１−３は回転子の極歯とは全く重な
っていない。今第４図（ａ）の状態から回転子を右の方
向に１ステップ歩進させるには固定子巻線２−２に電流
を流し固定子巻線２−１の電流を止める。このようにす
ると固定子磁極１−１が開放され固定子磁極１−２が夫
々対向し歯幅の1/2が重なっている回転子の極歯を完全
に重なるまで吸引し回転子が歯幅の1/2ピッチだけ右に
歩進して停止する。
次に更に回転子を右に歩進させるには固定子巻線２−
３に通電し前の通電を止めれば良い。このように通電す
る巻線群を１個切り替える毎に第４図（ａ）に示したス
テッピングモータを１ステップ回転させることが出来
る。このような駆動方式を１相励磁方式と称し、最も基
本的な駆動方式である。然しながら１相励磁方式は励磁
されている巻線は１組で、他の巻線は休止していて出力
が低いので、相隣接する２個の磁極を同時に励磁する２
相励磁方式がある。２相励磁の場合は、第４図（ｂ）に
示すように固定子巻線２−１と２−２に同時に電流を流
す。このようにすると回転子の極歯３−１が固定子磁極
１−１と吸引し、極歯３−２と固定子磁極１−２とが夫
々吸引して両方の磁極の吸引力の釣り合いの取れた位置
に静止する。この場合の回転子の位置と回転力との関係
は回転子位置を横軸に回転力を縦軸に第４図（ｃ）に示
すようになり、固定子磁極１−１で発生する回転力T1と
固定子磁極１−２によって生ずる回転力T2との合成で回
転力Ｔが発生し、１相励磁の場合より大きな回転力が得
られる。
３に通電し前の通電を止めれば良い。このように通電す
る巻線群を１個切り替える毎に第４図（ａ）に示したス
テッピングモータを１ステップ回転させることが出来
る。このような駆動方式を１相励磁方式と称し、最も基
本的な駆動方式である。然しながら１相励磁方式は励磁
されている巻線は１組で、他の巻線は休止していて出力
が低いので、相隣接する２個の磁極を同時に励磁する２
相励磁方式がある。２相励磁の場合は、第４図（ｂ）に
示すように固定子巻線２−１と２−２に同時に電流を流
す。このようにすると回転子の極歯３−１が固定子磁極
１−１と吸引し、極歯３−２と固定子磁極１−２とが夫
々吸引して両方の磁極の吸引力の釣り合いの取れた位置
に静止する。この場合の回転子の位置と回転力との関係
は回転子位置を横軸に回転力を縦軸に第４図（ｃ）に示
すようになり、固定子磁極１−１で発生する回転力T1と
固定子磁極１−２によって生ずる回転力T2との合成で回
転力Ｔが発生し、１相励磁の場合より大きな回転力が得
られる。
然しながら上記のような従来のステッピングモータで
は上記回転力T1とT2は各巻線の電流に比例し、又対向す
る固定子と回転子の夫々の対向面積と空隙長に関係し上
記回転力T1とT2のバランス点で静止する為、２相励磁の
場合の回転子の静止位置精度は１相励磁の場合より一般
的に悪くなる。即ち回転力T1とT2が異なるとその合成回
転力は座標の原点を通らなくなり精度誤差を生じる。又
ステッピングモータのステップ角を小さくすることが困
難である。
は上記回転力T1とT2は各巻線の電流に比例し、又対向す
る固定子と回転子の夫々の対向面積と空隙長に関係し上
記回転力T1とT2のバランス点で静止する為、２相励磁の
場合の回転子の静止位置精度は１相励磁の場合より一般
的に悪くなる。即ち回転力T1とT2が異なるとその合成回
転力は座標の原点を通らなくなり精度誤差を生じる。又
ステッピングモータのステップ角を小さくすることが困
難である。
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。
本発明のステッピングモータは、等ピッチで配設した
磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この固定子
に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯を備え
た回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有するステ
ッピングモータにおいて、上記空隙を介して互いに対向
配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁極のピ
ッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピッチを
各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）（但しｎ
は２以上の整数）としたことを特徴とする。
磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この固定子
に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯を備え
た回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有するステ
ッピングモータにおいて、上記空隙を介して互いに対向
配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁極のピ
ッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピッチを
各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）（但しｎ
は２以上の整数）としたことを特徴とする。
また、本発明のステッピングモータは、等ピッチで配
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2＋（x2−ny2）
（但しｎは２以上の整数）としたことを特徴とする。
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2＋（x2−ny2）
（但しｎは２以上の整数）としたことを特徴とする。
また、本発明のステッピングモータは、等ピッチで配
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）
（但しｎは２以上の整数）とした回転子と、同じくWr2
＝Ws2＋（x2−ny2）とした回転子とをその歯幅の中心を
互いに一致させて回転子軸方向に重ねて成ることを特徴
とする。
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）
（但しｎは２以上の整数）とした回転子と、同じくWr2
＝Ws2＋（x2−ny2）とした回転子とをその歯幅の中心を
互いに一致させて回転子軸方向に重ねて成ることを特徴
とする。
また、本発明のステッピングモータは、等ピッチで配
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、各固定子磁極にWs2＝Wr2＋
（x2−ny2）及びWs2＝Wr2−（x2−ny2）なる歯幅の小歯
を少なくとも１組形成したことを特徴とする。
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、各固定子磁極にWs2＝Wr2＋
（x2−ny2）及びWs2＝Wr2−（x2−ny2）なる歯幅の小歯
を少なくとも１組形成したことを特徴とする。
また、本発明のステッピングモータは、等ピッチで配
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、上記固定子がWs2＝Wr2＋
（x2−ny2）の歯幅の少なくとも１個以上の小歯と、Wr2
に等しい歯幅の他の小歯とを有することを特徴とする。
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、上記固定子がWs2＝Wr2＋
（x2−ny2）の歯幅の少なくとも１個以上の小歯と、Wr2
に等しい歯幅の他の小歯とを有することを特徴とする。
また、本発明のステッピングモータは、等ピッチで配
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、上記固定子がWs2＝Wr2−
（x2−ny2）の歯幅の少なくとも１個以上の小歯と、Wr2
に等しい歯幅の他の小歯とを有することを特徴とする。
設した磁極の夫々に巻線を巻装してなる固定子と、この
固定子に空隙を介して対向した等ピッチで配設した極歯
を備えた回転子とよりなり、各磁極が複数の小歯を有す
るステッピングモータにおいて、上記空隙を介して互い
に対向配設した固定子磁極の各小歯の歯幅及び固定子磁
極のピッチを各々Ws2,x2とし、回転子極歯の歯幅及びピ
ッチを各々Wr2,y2とした時、上記固定子がWs2＝Wr2−
（x2−ny2）の歯幅の少なくとも１個以上の小歯と、Wr2
に等しい歯幅の他の小歯とを有することを特徴とする。
本発明のステッピングモータにおいては隣接する固定
子磁極で夫々発生する回転力が互いに等しくなり、フリ
ンジング効果が発生すると共に、ステップ角誤差が小さ
くなる。
子磁極で夫々発生する回転力が互いに等しくなり、フリ
ンジング効果が発生すると共に、ステップ角誤差が小さ
くなる。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
第１図（ａ）は本発明により改良されたステッピング
モータの固定子と回転子の関係位置を示す展開図で、４
図（ａ）と同一部分は同一符号を附して示す。
モータの固定子と回転子の関係位置を示す展開図で、４
図（ａ）と同一部分は同一符号を附して示す。
本発明においては固定子磁極の先端の空隙半径におけ
る歯幅Ws2と回転子極歯の空隙半径における歯幅Wr2との
差が、上記固定子磁極の配設ピッチx2と回転子極歯の配
設ピッチy2のｎ倍との差に略一致するように配設する
（但しｎ≧２の整数）。
る歯幅Ws2と回転子極歯の空隙半径における歯幅Wr2との
差が、上記固定子磁極の配設ピッチx2と回転子極歯の配
設ピッチy2のｎ倍との差に略一致するように配設する
（但しｎ≧２の整数）。
以下第１図（ａ）に示した本発明によるステッピング
モータの動作を説明する。
モータの動作を説明する。
固定子巻線２−１と２−２に電流を流す２相励磁方式
による駆動では回転子の極歯３−1,3−３が夫々励磁し
た固定子磁極に吸引されて対向するようになるが、固定
子磁極１−１と回転子極歯３−１の一方の右側面のみが
整列しており、又固定子磁極１−２と回転子の極歯３−
３の一方の左側面のみが整列している。このように右，
左側面で整列位置決め精度を高めることが出来る。上記
の関係位置における回転子の位置θと回転力との関係を
第１図（ｂ）と第１図（ｃ）について説明すると固定子
磁極１−１と回転子極歯３−１の一方の右側面が一線上
に整列しているのでこの位置における回転力は零であ
る。又固定子磁極１−２と回転子の極歯３−ｎ＋１との
間でも一方の左側面が一線に整列しこの位置における回
転力は零となるので回転子の位置は略一義的に定まり、
固定子巻線２−１と２−２の電流値の差による影響は小
さい。又一線上に整列した固定子磁極と回転子極歯との
間には磁極の側面より張り出した磁束によるフリンジン
グ効果が作用して回転子が静止点より微小角度変位した
ときの発生復元回転力が、従来技術による第４図（ｃ）
に示した場合より大きくなり、静止精度を向上させる効
果がある。
による駆動では回転子の極歯３−1,3−３が夫々励磁し
た固定子磁極に吸引されて対向するようになるが、固定
子磁極１−１と回転子極歯３−１の一方の右側面のみが
整列しており、又固定子磁極１−２と回転子の極歯３−
３の一方の左側面のみが整列している。このように右，
左側面で整列位置決め精度を高めることが出来る。上記
の関係位置における回転子の位置θと回転力との関係を
第１図（ｂ）と第１図（ｃ）について説明すると固定子
磁極１−１と回転子極歯３−１の一方の右側面が一線上
に整列しているのでこの位置における回転力は零であ
る。又固定子磁極１−２と回転子の極歯３−ｎ＋１との
間でも一方の左側面が一線に整列しこの位置における回
転力は零となるので回転子の位置は略一義的に定まり、
固定子巻線２−１と２−２の電流値の差による影響は小
さい。又一線上に整列した固定子磁極と回転子極歯との
間には磁極の側面より張り出した磁束によるフリンジン
グ効果が作用して回転子が静止点より微小角度変位した
ときの発生復元回転力が、従来技術による第４図（ｃ）
に示した場合より大きくなり、静止精度を向上させる効
果がある。
第１図（ａ）に示した磁極と極歯の配置を第４図
（ａ）に示した磁極と極歯の配置と比較すると、第４図
（ａ）においては固定子磁極の歯幅Ws1と回転子の極歯
の歯幅Wr1とは略等しく、回転子磁極の配設ピッチx1と
回転子極歯の配設ピッチy1は異なっている。これに対し
第１図（ａ）においては、固定子磁極の歯幅Ws2と回転
子の極歯の歯幅Wr2との差を固定子磁極の配設ピッチx2
と回転子の極歯の配設ピッチy2のｎ倍との差となるよう
に、即ちx2−ny2＝Ws2−Wr2としてある。こゝでｎは２
以上の整数とするが、その理由は実際のステッピングモ
ータにてはステップ角を小さくして分解能を向上させ位
置決めをマルチパルスで行う（例えば１ステップ18゜の
モータで位置決めするより1.8゜ステップ角のモータを1
0ステップで位置決めする方が位置決め精度が良くな
る）為、固定子磁極数に対し回転子極歯数を多く設計す
る必要があり、この為実用上ｎは２以上の整数となる。
第１図の回転子極歯の歯幅で表せば Wr2＝Ws2−（x2−ny2） ・・・ となり固定子磁極の歯幅より（x2−ny2）だけ回転子極
歯の歯幅を小さくすれば２相励磁で最適精度のステッピ
ングモータが得られることになる。
（ａ）に示した磁極と極歯の配置と比較すると、第４図
（ａ）においては固定子磁極の歯幅Ws1と回転子の極歯
の歯幅Wr1とは略等しく、回転子磁極の配設ピッチx1と
回転子極歯の配設ピッチy1は異なっている。これに対し
第１図（ａ）においては、固定子磁極の歯幅Ws2と回転
子の極歯の歯幅Wr2との差を固定子磁極の配設ピッチx2
と回転子の極歯の配設ピッチy2のｎ倍との差となるよう
に、即ちx2−ny2＝Ws2−Wr2としてある。こゝでｎは２
以上の整数とするが、その理由は実際のステッピングモ
ータにてはステップ角を小さくして分解能を向上させ位
置決めをマルチパルスで行う（例えば１ステップ18゜の
モータで位置決めするより1.8゜ステップ角のモータを1
0ステップで位置決めする方が位置決め精度が良くな
る）為、固定子磁極数に対し回転子極歯数を多く設計す
る必要があり、この為実用上ｎは２以上の整数となる。
第１図の回転子極歯の歯幅で表せば Wr2＝Ws2−（x2−ny2） ・・・ となり固定子磁極の歯幅より（x2−ny2）だけ回転子極
歯の歯幅を小さくすれば２相励磁で最適精度のステッピ
ングモータが得られることになる。
第１図（ｄ）は２相励磁におけるフリンジング効果を
固定子磁極１−１および１−２の外側で得る本発明の他
の実施例を示す。
固定子磁極１−１および１−２の外側で得る本発明の他
の実施例を示す。
この実施例では固定子巻線２−1,2−２に励磁電流が
流れ固定子磁極１−1,1−２が磁化され２相励磁状態に
ある時、固定子磁極１−１と回転子極歯３−１の左側面
及び固定子磁極１−２と回転子極歯３−（ｎ＋１）の右
側面が一致してフリンジング効果を出すもので第１図
（ｂ）と同効果が得られる。この場合、回転子極歯の歯
幅Wr3は Wr3−Ws2＝x2−ny2 即ち Wr3＝Ws2＋（x2−ny2） ・・・ となり固定子磁極の歯幅より（x2−ny2）だけ回転子極
歯の歯幅を大きくしても２相励磁で最適精度が得られる
点がある。
流れ固定子磁極１−1,1−２が磁化され２相励磁状態に
ある時、固定子磁極１−１と回転子極歯３−１の左側面
及び固定子磁極１−２と回転子極歯３−（ｎ＋１）の右
側面が一致してフリンジング効果を出すもので第１図
（ｂ）と同効果が得られる。この場合、回転子極歯の歯
幅Wr3は Wr3−Ws2＝x2−ny2 即ち Wr3＝Ws2＋（x2−ny2） ・・・ となり固定子磁極の歯幅より（x2−ny2）だけ回転子極
歯の歯幅を大きくしても２相励磁で最適精度が得られる
点がある。
更にこの考え方を発展させて式と式で得られる歯
幅の回転子極歯を共に有せしめた本発明の他の実施例を
第１図（ｅ）に示す。
幅の回転子極歯を共に有せしめた本発明の他の実施例を
第１図（ｅ）に示す。
この実施例では式で得られる歯幅Wr2と式で得ら
れる歯幅Wr3の各々の極歯の中心線を同一センターとし
て回転子出力軸方向に重ね合わせ、固定子と空隙を介し
て対向させると、例えば固定子磁極１−１に対し歯幅Wr
2の回転子極歯は右側で、Wr3は左側で歯エッジが同一と
なり又固定子磁極１−２とは歯幅Wr2の極歯は左側で、W
r3は右側で歯エッジが同一となり、式又は式のもの
単独の場合の２倍のフリンジング効果が２相励磁で得ら
れる。
れる歯幅Wr3の各々の極歯の中心線を同一センターとし
て回転子出力軸方向に重ね合わせ、固定子と空隙を介し
て対向させると、例えば固定子磁極１−１に対し歯幅Wr
2の回転子極歯は右側で、Wr3は左側で歯エッジが同一と
なり又固定子磁極１−２とは歯幅Wr2の極歯は左側で、W
r3は右側で歯エッジが同一となり、式又は式のもの
単独の場合の２倍のフリンジング効果が２相励磁で得ら
れる。
第１図（ｆ）は本発明の更に他の実施例であり特に１
−２相励磁にて停止位置決め精度が向上するようにした
ものである。
−２相励磁にて停止位置決め精度が向上するようにした
ものである。
こゝで１−２相励磁とは１相励磁と２相励磁を交互に
繰り返して行く励磁方式によるステッピングモータの駆
動方式である。即ち第１図（ａ）で説明すると励磁シー
ケンスとしては（２−１），（２−１と２−２），（２
−２），（２−２と２−３），（２−３），（２−３と
２−４），（２−４），（２−４と２−１），（２−
１）という順に１相励磁と２相励磁を交互に行う。
繰り返して行く励磁方式によるステッピングモータの駆
動方式である。即ち第１図（ａ）で説明すると励磁シー
ケンスとしては（２−１），（２−１と２−２），（２
−２），（２−２と２−３），（２−３），（２−３と
２−４），（２−４），（２−４と２−１），（２−
１）という順に１相励磁と２相励磁を交互に行う。
第１図（ｆ）の実施例では各回転子極歯を式（又は
式）で得られる歯幅（第１図（ｆ）ではWr2）の回転
子極歯と、固定子磁極１−１と同一歯幅Wr4を有する回
転子極歯とを各々の歯幅の中心線を互いに一致せしめ、
回転子軸方向に重ねて第１図（ｅ）と同じ方法で重ね合
わせて形成する。
式）で得られる歯幅（第１図（ｆ）ではWr2）の回転
子極歯と、固定子磁極１−１と同一歯幅Wr4を有する回
転子極歯とを各々の歯幅の中心線を互いに一致せしめ、
回転子軸方向に重ねて第１図（ｅ）と同じ方法で重ね合
わせて形成する。
この実施例では固定子巻線２−１に電流が流れ固定子
極歯１−１のみが磁化された時は歯幅Wr4の回転子極歯
が固定子磁極の歯幅と同一の為両側面が一致することに
よるフリンジング効果が得られ、又固定子巻線２−１と
２−２に電流が流れ固定子磁極１−１と１−２が磁化さ
れた時（第１図（ｆ）はこの状態）は固定子磁極１−１
は歯幅Wr2の回転子極歯３−１の右側で、又固定子磁極
１−２は回転子極歯３−（ｎ＋１）の左側でフリンジン
グ効果が得られ１−２相励磁でも停止精度向上が図られ
る。
極歯１−１のみが磁化された時は歯幅Wr4の回転子極歯
が固定子磁極の歯幅と同一の為両側面が一致することに
よるフリンジング効果が得られ、又固定子巻線２−１と
２−２に電流が流れ固定子磁極１−１と１−２が磁化さ
れた時（第１図（ｆ）はこの状態）は固定子磁極１−１
は歯幅Wr2の回転子極歯３−１の右側で、又固定子磁極
１−２は回転子極歯３−（ｎ＋１）の左側でフリンジン
グ効果が得られ１−２相励磁でも停止精度向上が図られ
る。
第２図は第１図（ｅ）又は第１図（ｆ）の回転子の外
観図であり５が例えば歯幅Wr2,6が例えば歯幅Wr3又はWr
4の回転子極歯である。この回転子は永久磁石を使用し
ない，いわゆるバリアブルレラクタンスタイプでも良
く、又は出力軸方向に２極に磁化された永久磁石の両側
に鉄製の歯（第１図（ａ）の３）を持った構造のハイブ
リッドタイプでも良い。第２図はハイブリッドタイプで
あり７は永久磁石である。この場合永久磁石７の両側の
磁極は互いに1/2ピッチずれるよう配置する為、互いにy
2/2だけ磁極5,6の中心線同士がずれている。
観図であり５が例えば歯幅Wr2,6が例えば歯幅Wr3又はWr
4の回転子極歯である。この回転子は永久磁石を使用し
ない，いわゆるバリアブルレラクタンスタイプでも良
く、又は出力軸方向に２極に磁化された永久磁石の両側
に鉄製の歯（第１図（ａ）の３）を持った構造のハイブ
リッドタイプでも良い。第２図はハイブリッドタイプで
あり７は永久磁石である。この場合永久磁石７の両側の
磁極は互いに1/2ピッチずれるよう配置する為、互いにy
2/2だけ磁極5,6の中心線同士がずれている。
更に式及び式で得られる回転子極歯の歯幅を固定
子側へ適用し、然も同一コイルで励磁される固定子磁極
に形成された複数個の小歯を式，式で得られる歯幅
とし、又例えば第１図（ｄ），（ｅ）の固定子磁極の小
歯の歯幅Ws2を回転子極歯の歯幅とすることによっても
２相励磁でフリンジング効果を発揮出来る。又この回転
子と固定子の歯幅を逆にするこの考えを第１図（ｆ）に
ついても逆に適用すると１−２相励磁でもフリンジング
効果を出せる。これらの工夫を示したものが第３図であ
り、各固定子磁極の小歯８−1,8−2,・・・・がその両
側に夫々回転子極歯に対応する異なる歯幅の磁極部分を
有するようにする。第３図では２相励磁に最適な歯幅の
回転子極歯を示している。即ち第３図では固定子磁極の
小歯８−１の左側部分の歯幅Ws4は式で得られるWr3と
同一にし固定子磁極の小歯８−１の右側の歯幅Ws3は
式で得られるWr2と同一にし回転子極歯３−1,3−２等の
歯幅Wr4は第１図（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）等で述べたWs2と同一にする。
子側へ適用し、然も同一コイルで励磁される固定子磁極
に形成された複数個の小歯を式，式で得られる歯幅
とし、又例えば第１図（ｄ），（ｅ）の固定子磁極の小
歯の歯幅Ws2を回転子極歯の歯幅とすることによっても
２相励磁でフリンジング効果を発揮出来る。又この回転
子と固定子の歯幅を逆にするこの考えを第１図（ｆ）に
ついても逆に適用すると１−２相励磁でもフリンジング
効果を出せる。これらの工夫を示したものが第３図であ
り、各固定子磁極の小歯８−1,8−2,・・・・がその両
側に夫々回転子極歯に対応する異なる歯幅の磁極部分を
有するようにする。第３図では２相励磁に最適な歯幅の
回転子極歯を示している。即ち第３図では固定子磁極の
小歯８−１の左側部分の歯幅Ws4は式で得られるWr3と
同一にし固定子磁極の小歯８−１の右側の歯幅Ws3は
式で得られるWr2と同一にし回転子極歯３−1,3−２等の
歯幅Wr4は第１図（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）等で述べたWs2と同一にする。
即ち、この例では、Ws3＝Wr4＋（x2−ny2）及びWs4＝
Wr4−（x2−ny2）、ここで（x2−ny2）＜０なる歯幅部
分を少なくとも１組形成したステッピングモータとな
る。
Wr4−（x2−ny2）、ここで（x2−ny2）＜０なる歯幅部
分を少なくとも１組形成したステッピングモータとな
る。
固定子磁極の小歯８−1,8−２が２相励磁で磁化され
ている時、固定子磁極の小歯８−１は回転子３−１の左
側及び３−２の右側でフリンジング効果が得られ、固定
子磁極の小歯８−２は回転子極歯３−４の右側と回転子
極歯３−５の左側で同じくフリンジング効果が得られ２
相励磁で高精度位置決めが出来る。然も一度プレス抜き
型をこの固定子について準備すれば第１図（ｅ）又は
（ｆ）の如く回転子を重ねなくてもよい為、構造がシン
プルでローコスト化出来る。
ている時、固定子磁極の小歯８−１は回転子３−１の左
側及び３−２の右側でフリンジング効果が得られ、固定
子磁極の小歯８−２は回転子極歯３−４の右側と回転子
極歯３−５の左側で同じくフリンジング効果が得られ２
相励磁で高精度位置決めが出来る。然も一度プレス抜き
型をこの固定子について準備すれば第１図（ｅ）又は
（ｆ）の如く回転子を重ねなくてもよい為、構造がシン
プルでローコスト化出来る。
以上のように極めて簡単な構成で２相励磁又は１−２
相励磁時の位置決め精度を本発明で向上出来る。
相励磁時の位置決め精度を本発明で向上出来る。
尚第４図の如き従来式のものと第１図（ａ）のもので
ステップ角精度をステップ角1.8゜のもので比較すると
従来方式では±７％、本発明の方式では±1.5％とな
る。又式，式に使用されているｎは実用上は２〜10
であり3.6゜のステップ角で６程度、0.9゜のステップ角
で７程度が好ましい。
ステップ角精度をステップ角1.8゜のもので比較すると
従来方式では±７％、本発明の方式では±1.5％とな
る。又式，式に使用されているｎは実用上は２〜10
であり3.6゜のステップ角で６程度、0.9゜のステップ角
で７程度が好ましい。
上記のように本発明のステッピングモータは極めて簡
単な構成であるから２相励磁時の位置決め精度を向上さ
せることが出来、且つステッピングモータのステップ角
誤差を小さく出来る大きな利益がある。
単な構成であるから２相励磁時の位置決め精度を向上さ
せることが出来、且つステッピングモータのステップ角
誤差を小さく出来る大きな利益がある。
第１図（ａ）は本発明のステッピングモータの固定子と
回転子との関係位置を示す展開図、第１図（ｂ）はその
一部の詳細図、第１図（ｃ）は回転子の位置と回転力と
の関係を示す説明図、第１図（ｄ），第１図（ｅ），第
１図（ｆ）は本発明の他の実施例、第２図は回転子の外
観図、第３図は本発明の更に他の実施例説明図、第４図
（ａ）は従来のステッピングモータの固定子と回転子と
の関係位置を示す展開図、第４図（ｂ）はその従来例の
２相励磁の場合の一部の詳細図、第４図（ｃ）は回転子
の位置と回転力との関係を示す説明図である。 １……ヨーク、１−１〜１−4,8−1,8−２……固定子磁
極、２−１〜２−４……固定子巻線、３……回転子、３
−１〜３−8,5,6……極歯、４……空隙、７……永久磁
石、T1,T2……回転力、Ws1,Ws2,Wr1,Wr2,Wr3,Wr4……歯
幅、x1,x2,y1,y2……ピッチ。
回転子との関係位置を示す展開図、第１図（ｂ）はその
一部の詳細図、第１図（ｃ）は回転子の位置と回転力と
の関係を示す説明図、第１図（ｄ），第１図（ｅ），第
１図（ｆ）は本発明の他の実施例、第２図は回転子の外
観図、第３図は本発明の更に他の実施例説明図、第４図
（ａ）は従来のステッピングモータの固定子と回転子と
の関係位置を示す展開図、第４図（ｂ）はその従来例の
２相励磁の場合の一部の詳細図、第４図（ｃ）は回転子
の位置と回転力との関係を示す説明図である。 １……ヨーク、１−１〜１−4,8−1,8−２……固定子磁
極、２−１〜２−４……固定子巻線、３……回転子、３
−１〜３−8,5,6……極歯、４……空隙、７……永久磁
石、T1,T2……回転力、Ws1,Ws2,Wr1,Wr2,Wr3,Wr4……歯
幅、x1,x2,y1,y2……ピッチ。
Claims (6)
- 【請求項１】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）（但しｎは２以上の整数）
としたことを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項２】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、Wr2＝Ws2＋（x2−ny2）（但しｎは２以上の整数）
としたことを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項３】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、Wr2＝Ws2−（x2−ny2）（但しｎは２以上の整数）
とした回転子と、同じくWr2＝Ws2＋（x2−ny2）とした
回転子とをその歯幅の中心を互いに一致させて回転子軸
方向に重ねて成ることを特徴とするステッピングモー
タ。 - 【請求項４】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、各固定子磁極にWs2＝Wr2＋（x2−ny2）及びWs2＝Wr
2−（x2−ny2）なる歯幅の小歯を少なくとも１組形成し
たことを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項５】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、上記固定子がWs2＝Wr2＋（x2−ny2）の歯幅の少な
くとも１個以上の小歯と、Wr2に等しい歯幅の他の小歯
とを有することを特徴とするステッピングモータ。 - 【請求項６】等ピッチで配設した磁極の夫々に巻線を巻
装してなる固定子と、この固定子に空隙を介して対向し
た等ピッチで配設した極歯を備えた回転子とよりなり、
各磁極が複数の小歯を有するステッピングモータにおい
て、上記空隙を介して互いに対向配設した固定子磁極の
各小歯の歯幅及び固定子磁極のピッチを各々Ws2,x2と
し、回転子極歯の歯幅及びピッチを各々Wr2,y2とした
時、上記固定子がWs2＝Wr2−（x2−ny2）の歯幅の少な
くとも１個以上の小歯と、Wr2に等しい歯幅の他の小歯
とを有することを特徴とするステッピングモータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06257490A JP3187034B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | ステッピングモータ |
| US07/586,247 US5032747A (en) | 1990-03-15 | 1990-09-21 | Stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06257490A JP3187034B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265456A JPH03265456A (ja) | 1991-11-26 |
| JP3187034B2 true JP3187034B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=13204211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06257490A Expired - Lifetime JP3187034B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | ステッピングモータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5032747A (ja) |
| JP (1) | JP3187034B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667952B2 (en) | 2000-06-26 | 2003-12-23 | Tdk Corporation | Optical storage medium having a specific light transmitting layer for small laser beam and high linear velocity |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4037793A1 (de) * | 1990-11-28 | 1992-06-04 | Bosch Gmbh Robert | Elektromagnetischer drehsteller |
| JP3169276B2 (ja) * | 1992-08-31 | 2001-05-21 | 日本サーボ株式会社 | ハイブリッド形ステッピングモータ |
| JPH08242572A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-17 | Japan Servo Co Ltd | ３相永久磁石式回転電機 |
| JP2733824B2 (ja) * | 1995-04-19 | 1998-03-30 | 日本サーボ株式会社 | ２相式永久磁石回転電機 |
| US5708310A (en) * | 1995-07-24 | 1998-01-13 | Japan Servo Co., Ltd. | Permanent magnet type stepping motor |
| JP3029792B2 (ja) * | 1995-12-28 | 2000-04-04 | 日本サーボ株式会社 | 多相永久磁石型回転電機 |
| US6153953A (en) * | 1997-08-05 | 2000-11-28 | Japan Servo Co., Ltd. | Multi-phase PM-type stepping motor |
| JPH11225466A (ja) | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Japan Servo Co Ltd | 多相アウター型ｐｍステッピングモータ |
| JP3806943B2 (ja) * | 1998-03-26 | 2006-08-09 | セイコーエプソン株式会社 | ステッピングモータ、これを用いた印字装置又は紙送り装置、並びにプリンタ |
| JP4702995B2 (ja) | 1999-11-29 | 2011-06-15 | 日本電産サーボ株式会社 | 環状コイル多相式回転電機とその使用方法 |
| JP4828043B2 (ja) * | 2001-05-31 | 2011-11-30 | ミネベア株式会社 | Ｐｍ型ステッピングモータ |
| US6983701B2 (en) * | 2001-10-01 | 2006-01-10 | Magnemotion, Inc. | Suspending, guiding and propelling vehicles using magnetic forces |
| EP1451467B1 (en) * | 2001-10-01 | 2018-02-21 | Magnemotion, Inc. | Synchronous machine design and manufacturing |
| US6946771B2 (en) * | 2002-07-10 | 2005-09-20 | Quebec Metal Powders Limited | Polyphase claw pole structures for an electrical machine |
| US7458454B2 (en) * | 2004-05-07 | 2008-12-02 | Magnemotion, Inc. | Three-dimensional motion using single-pathway based actuators |
| JP2009514716A (ja) * | 2005-07-22 | 2009-04-09 | マグネモーション インコーポレイテッド | 車両の軌道作動型磁気的切換方法 |
| US9032880B2 (en) | 2009-01-23 | 2015-05-19 | Magnemotion, Inc. | Transport system powered by short block linear synchronous motors and switching mechanism |
| US8616134B2 (en) | 2009-01-23 | 2013-12-31 | Magnemotion, Inc. | Transport system powered by short block linear synchronous motors |
| FR2965988B1 (fr) * | 2010-10-07 | 2012-10-19 | Leroy Somer Moteurs | Rotor comportant des epanouissements polaires rapportes recouvrant les aimants et machine electrique tournante. |
| NL2008379A (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-02 | Asml Netherlands Bv | Planar motor and lithographic apparatus comprising such planar motor. |
| JP6633516B2 (ja) | 2013-09-21 | 2020-01-22 | マグネモーション インコーポレイテッド | パッケージングおよび他の用途のためのリニアモータ輸送 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4761574A (en) * | 1983-05-18 | 1988-08-02 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear pulse motor |
| DE3584145D1 (de) * | 1984-06-05 | 1991-10-24 | Mitsubishi Materials Corp | Schrittmotor. |
| NL8601869A (nl) * | 1986-07-17 | 1988-02-16 | Philips Nv | Elektrische machine. |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP06257490A patent/JP3187034B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-21 US US07/586,247 patent/US5032747A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6667952B2 (en) | 2000-06-26 | 2003-12-23 | Tdk Corporation | Optical storage medium having a specific light transmitting layer for small laser beam and high linear velocity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265456A (ja) | 1991-11-26 |
| US5032747A (en) | 1991-07-16 |
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