JP2002204562A - Polyphase permanent magnet-type stepping motor - Google Patents
Polyphase permanent magnet-type stepping motorInfo
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Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は回転機の構造に係わ
り、特にプリンタ、高速ファックス、PPC用複写機用等
の高速運転で精密な位置決め機能等を必要とするOA機
器に最適な高分解能で高精度であり、且つ、低騒音のイ
ンナーロータ形又はアウターロータ形多相永久磁石形ス
テッピングモータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the structure of a rotary machine, and particularly to a high-resolution OA device which requires a precise positioning function in a high-speed operation such as a printer, a high-speed fax machine, a copier for a PPC, etc. The present invention relates to a high-precision, low-noise inner rotor type or outer rotor type polyphase permanent magnet type stepping motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種用途に用いられるステッピングモ
ータには、良く知られるように、回転子に永久磁石を使
用しないバリアブル・レラクタンス形、永久磁石で構成
した永久磁石形、前記両者を混合したハイブリッド形が
ある。ハイブリッド形は、高精度、高トルク、微小ステ
ップ角等に優れた特性を示すため、多くの分野で活用さ
れている。鉄心を積層して構成できる永久磁石形ステッ
ピングモータ(以降PM形ステッピングモータと略記す
る)は、例えば特開平7−131968号公報に記載されてい
るように、回転子に円筒状の永久磁石を使用しているた
め低騒音で高速回転を得られるという、ハイブリッド形
にない特徴を備えている。2. Description of the Related Art As is well known, a stepping motor used for this kind of application includes a variable reluctance type in which a permanent magnet is not used for a rotor, a permanent magnet type in which a permanent magnet is used, and a hybrid in which both are mixed. There is a shape. The hybrid type is used in many fields because it exhibits excellent characteristics such as high accuracy, high torque, and a small step angle. A permanent magnet type stepping motor (hereinafter abbreviated as a PM type stepping motor) that can be configured by laminating iron cores uses a cylindrical permanent magnet for a rotor as described in, for example, JP-A-7-131968. This makes it possible to obtain high-speed rotation with low noise.
【0003】例えば、従来のインナーロータ形PM形ス
テッピングモータは図39、図40に示すような構造を
している。即ち、図39は従来のこの種のモータの一例
の縦断正面図を示し、図40は図39のX−X′断面図
を示している。固定子101は円筒状のケーシング1に固
定された固定子鉄心101Aに所定数等ピッチで形成され、
夫々に巻線104を巻き回し、内周面に所定数の極歯103a
を設けた磁極103によって構成されている。磁極103に対
向する回転子100は、円筒状のケーシング1に連結する
エンドプレート5、6の中央に装着された軸受7a、7
bで支承された回転子軸8に固定された円筒状の永久磁
石100Aを使用し、永久磁石100Aには円周方向に交互に等
ピッチでN極とS極が着磁されている。モータの相数等
の条件によって固定子101の磁極103の数と極歯103aの数
及び回転子100の磁極N及びSの数は変化する。For example, a conventional inner rotor type PM stepping motor has a structure as shown in FIGS. That is, FIG. 39 shows a vertical sectional front view of an example of this type of conventional motor, and FIG. 40 shows a sectional view taken along line XX 'of FIG. The stator 101 is formed on a stator core 101A fixed to the cylindrical casing 1 at a predetermined number of equal pitches,
Winding each of the windings 104, a predetermined number of pole teeth 103a on the inner peripheral surface
Are provided by the magnetic pole 103 provided. The rotor 100 facing the magnetic pole 103 includes bearings 7a, 7 mounted at the center of end plates 5, 6 connected to the cylindrical casing 1.
A cylindrical permanent magnet 100A fixed to the rotor shaft 8 supported by b is used, and the north pole and the south pole are magnetized on the permanent magnet 100A alternately at a constant pitch in the circumferential direction. The number of magnetic poles 103 and the number of pole teeth 103a of the stator 101 and the number of magnetic poles N and S of the rotor 100 change depending on conditions such as the number of phases of the motor.
【0004】図41、図42に従来構造のインナーロー
タ形6相24極ステッピングモータのモノファイラ巻き
での結線図及びそのバイポーラ駆動における1相励磁の
場合の励磁シーケンスを、図43、図44に従来構造の
インナーロータ形20相40極ステッピングモータのモ
ノファイラ巻きでの結線図及びそのバイポーラ駆動にお
ける1相励磁の場合の励磁シーケンスを示している。図
41において、E乃至24Eは夫々固定子の各磁極に巻
き回した巻線、A乃至F及びA′乃至F′は夫々巻線の
引出線を示している。夫々の接続は、図に示すように、
例えば、引出線Aから、巻線1E、7E、13E、19
E、を直列接続して引出線A′に接続しているが、これ
らの巻線のうち7Eと19Eは巻方向に対して逆接続し
ていることを示している。また、図43において、1E
乃至40Eは固定子の各磁極に巻き回した巻線、A乃至
T及びA′乃至T′は夫々巻線の引出線を示していて、
図に示すように、例えば、引出線Aから、巻線1E、2
1E、直列にして、引出線A′に接続していることを示
している。図42及び図44に示す励磁シーケンス図に
おいては、横軸にシーケンスのステップを、縦軸には各
端子に対する励磁電流を示していて、各上側の四辺形
は、例えば、AからA′方向に電流をながすことを示
し、下側の四辺形は逆方向、例えばA′からA方向に電
流をながすことを示している。FIGS. 41 and 42 show a connection diagram of a conventional inner rotor type 6-phase 24-pole stepping motor in a monofilar winding and an excitation sequence in the case of one-phase excitation in the bipolar driving thereof. FIG. 2 shows a connection diagram of a conventional structure inner rotor type 20-phase 40-pole stepping motor in monofilar winding and an excitation sequence in the case of one-phase excitation in the bipolar drive thereof. In FIG. 41, E to 24E indicate windings wound around the respective magnetic poles of the stator, and A to F and A 'to F' indicate lead wires of the windings. Each connection, as shown in the figure,
For example, from the lead wire A, the windings 1E, 7E, 13E, 19
And E are connected in series to the lead wire A ', indicating that 7E and 19E of these windings are reversely connected in the winding direction. In FIG. 43, 1E
To 40E indicate windings wound around the respective magnetic poles of the stator, and A to T and A 'to T' indicate lead wires of the windings, respectively.
As shown in the figure, for example, the windings 1E, 2
1E shows that they are connected in series to the lead wire A '. In the excitation sequence diagrams shown in FIGS. 42 and 44, the horizontal axis represents the sequence steps, and the vertical axis represents the excitation current for each terminal. Each upper quadrilateral is, for example, from A to A ′. The lower quadrilateral indicates that the current flows in the opposite direction, for example, from A 'to the A direction.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ハイブリッド形は、前
述したように、高精度、高トルク、微小ステップ角、等
に優れた特性を示すため、多くの分野で活用されてい
る。しかしながら、回転子の構造から必然的に騒音が避
けられず、従って、高速回転が制限されるという問題
と、回転子がマグネットの構造のため温度上昇も避けら
れない等という問題点がある。上記に対してPM形ステ
ッピングモータは、回転子がロータ構造のために、磁歪
音に伴う騒音が少なく、エナーシャを少なくできるので
高速回転が得られ、渦電流損がハイブリッド形よりも少
なくて温度上昇を低く抑えることができるという効果を
有している。しかしながら、特性のよいPM形ステッピ
ングモータを実現するには、下記のような問題点があっ
た。As described above, the hybrid type is utilized in many fields because it exhibits excellent characteristics such as high accuracy, high torque, and a small step angle. However, there is a problem that noise is inevitable due to the structure of the rotor, so that high-speed rotation is limited, and a rise in temperature is inevitable due to the structure of the rotor due to the structure of the magnet. PM type stepping motors, on the other hand, have a rotor structure that reduces the noise associated with magnetostrictive noise and reduces the amount of inertia. Can be suppressed to a low level. However, in order to realize a PM type stepping motor having good characteristics, there are the following problems.
【0006】ステッピングモータの基本特性であるステ
ップ角θsは下記式によって決定される。 θs=360°/(M×Pr)…(1) 但し、Mは固定子の相数、Prは回転子の磁極数であ
る。このステップ角θsは1相の巻線に順次通電し励磁
した場合に得られる回転角度であって、そのモータの構
造によって決定される。従って、分解能が高く制御性の
よいモータを得ようとすると、ステップ角を微小にする
ことが必要である。ところで、上述のような、従来の構
成によるモータのステップ角θsは、前述したように
(1)式によって示されるので、ステップ角θsを小さ
くしようとすると、相数Mを多くするか、回転子の磁極
数Prを多くしなければならない。たとえば磁極の数を
32とすると3相のモータのPM形ステッピングモータ
の場合のステップ角θsは上記(1)式からθs=36
0°/3×32=3.75°となる。The step angle θs, which is a basic characteristic of a stepping motor, is determined by the following equation. θs = 360 ° / (M × Pr) (1) where M is the number of phases of the stator, and Pr is the number of magnetic poles of the rotor. The step angle θs is a rotation angle obtained when one-phase winding is sequentially energized and excited, and is determined by the structure of the motor. Therefore, in order to obtain a motor with high resolution and good controllability, it is necessary to make the step angle minute. By the way, since the step angle θs of the conventional motor as described above is represented by the equation (1) as described above, if the step angle θs is to be reduced, the number of phases M must be increased or the rotor Must be increased. For example, assuming that the number of magnetic poles is 32, the step angle θs in the case of a three-phase PM type stepping motor is θs = 36 from the above equation (1).
0 ° / 3 × 32 = 3.75 °.
【0007】ところで、回転子は円筒状永久磁石の円周
方向に交互にN極とS極とを着磁しているので、回転子
の磁極数は回転子の円筒径と着磁器のもつ工作精度能力
によって決まる。従って磁極の数は無制限に多くするこ
とが出来ず100極位が上限である。また相数を多くす
る方法もあるが、図41、図43に示したように、従来
の動作原理に基づく多相モータ、例えば6相モータを得
るには24極の固定子磁極、10相モータを得るには4
0極の固定子磁極が夫々必要となる。このように磁極が
多くなると必然的にスロット面積が小さくなるので、小
型のモータを得るには巻線の断面積、即ち、銅量が多く
とれないと言う問題がある他、巻線工程に複雑な作業を
必要とすると共に加工工数が多くなって製造原価が高く
つくと言う問題があった。そのために、3相モータが小
型PMステッピングモータの実用上の限界であった。Incidentally, since the rotor magnetizes the north pole and the south pole alternately in the circumferential direction of the cylindrical permanent magnet, the number of magnetic poles of the rotor depends on the cylindrical diameter of the rotor and the machining of the magnetizer. Depends on accuracy capability. Therefore, the number of magnetic poles cannot be increased without limit, and the upper limit is about 100 poles. Also there is a method to increase the number of phases, 41, as shown in FIG. 43, a multi-phase motor based on the conventional operating principle, for example, stator poles 24 poles to obtain a six-phase motor, 10 phase 4 to get a motor
Zero stator poles are required for each. As the number of magnetic poles increases, the slot area is inevitably reduced. Therefore, in order to obtain a small motor, there is a problem that the cross-sectional area of the winding, that is, the amount of copper cannot be increased, and the winding process is complicated. This requires a large amount of work, increases the number of processing steps, and increases the manufacturing cost. Therefore, the three-phase motor is a practical limit of the small PM stepping motor.
【0008】従って分解能は、3相モータで回転子の磁
極数を100とした場合は、前述した(1)式から下記
演算によって得られるように、ステップ角θsは1.2
°が限界であった。 θs=360°/3×100=1.2° 上述した1.2°以上の分解能を得るには、マイクロス
テップ駆動を行う必要がある。しかしながら、マイクロ
ステップ駆動によると、回転子の静止位置は各相に流す
電流の相対値で決まるため、各巻線に供給する電流値の
バラツキ、スイッチング素子の特性のバラツキ等によっ
て、分解能の精度向上は困難であった。また、マイクロ
ステップ駆動のためには、複雑な駆動回路が必要であっ
て高価になるという問題があった。上述した従来の技術
の説明ではインナーロータ形PM形ステッピングモータ
の構造例によって、その問題点について説明したが、ア
ウターロータ形PM形ステッピングモータについても、
類似同様の問題点が存在する。本発明は、従来のものの
上記課題(問題点)を解決し、磁極数を増大しないで、
多相化を可能にし、よって、モータのサイズを大きくす
ることなく、また、複雑な駆動回路を形成しないで、高
分解能で高精度のステッピングモータを提供することを
目的とする。Accordingly, when the number of magnetic poles of the rotor is 100 in a three-phase motor, the step angle θs is 1.2 as obtained by the following calculation from equation (1).
° was the limit. θs = 360 ° / 3 × 100 = 1.2 ° To obtain the above-mentioned resolution of 1.2 ° or more, it is necessary to perform microstep driving. However, according to the micro-step drive, the stationary position of the rotor is determined by the relative value of the current flowing through each phase. It was difficult. In addition, there is a problem that a complicated driving circuit is required for micro-step driving and the cost is high. In the above description of the related art, the problem has been described with an example of the structure of the inner rotor type PM stepping motor.
Similar and similar problems exist. The present invention solves the above-mentioned problems (problems) of the conventional device, and does not increase the number of magnetic poles.
It is an object of the present invention to provide a high-resolution and high-precision stepping motor that enables multi-phase operation and does not increase the size of the motor and does not form a complicated driving circuit.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に基づく請求項1
に記載のインナーロータ形PM形ステッピングモータ
は、環状磁性体の内面から円中心に向け求心状に、等ピ
ッチで植設される少なくとも6個の偶数の固定子磁極を
備え、この固定子磁極には夫々の先端内周面に複数所定
個、等ピッチで形成された極歯を有し、夫々の固定子磁
極に励磁用巻線が巻装されている固定子と、前記した固
定子磁極の極歯を形成している内周面と空隙を介して回
転自在に支承され、固定子磁極に形成した極歯形状に対
応した幅とピッチでN極、S極を交互に着磁した円筒状
永久磁石によって回転子磁極を形成した回転子と、を備
えたインナーロータ形PM形ステッピングモータにおい
て、上記の固定子に形成する各磁極は、夫々の先端内周
面にこの磁極形状の中心線に対して線対称に複数個の極
歯を形成した第1の磁極部と、この第1の磁極部に形成
する極歯と同数且つ同配設ピッチで該配設ピッチの1/
4だけ磁極先端内周面における同一周方向に偏位して極
歯を形成した第2の磁極部とを周方向に交互に形成し、
固定子を軸方向に2分して、夫々が第1、第2の磁極を
形成した第1の固定子部と第2の固定子部とにより構成
し、第1、第2の固定子部は、相互に第1の磁極と第2
の磁極とを同軸方向に表裏の関係で連接するが円周方向
には表裏の関係を交互に反転するように構成し、上記の
回転子は、上記の固定子の第1及び第2の固定子部の極
歯を形成している内周面に夫々が空隙を介して対向する
第1及び第2の回転子部により構成し、この2つの回転
子部はいずれも、固定子部に形成した極歯の軸方向幅と
位置及び周方向幅とピッチに対応した軸方向位置及び幅
とピッチ及び同一半径でN極、S極を交互に着磁して磁
極とした円筒磁石を形成し、第1及び第2の回転子部夫
々の磁極は、相互に磁極形成ピッチの1/4回転偏位
し、非磁性体を介して軸方向に連接し、夫々が磁性体で
形成した保持部材を介して回転子軸に保持されるように
構成した。According to the present invention, there is provided:
The inner rotor type PM stepping motor described in (1) above includes at least six even-numbered stator magnetic poles that are implanted at equal pitches from the inner surface of the annular magnetic body toward the center of the circle. The stator includes a plurality of predetermined number of pole teeth formed at an equal pitch on the inner peripheral surface of each tip, a stator in which an exciting winding is wound around each stator magnetic pole, and a stator magnetic pole described above. A cylindrical shape that is rotatably supported through the inner peripheral surface forming the pole teeth and the air gap, and has N poles and S poles alternately magnetized with a width and pitch corresponding to the pole teeth shape formed on the stator magnetic poles In the inner rotor type PM stepping motor including a rotor having a rotor magnetic pole formed by a permanent magnet, each magnetic pole formed on the stator has a center line of the magnetic pole shape on the inner peripheral surface of each tip. The first in which a plurality of pole teeth are formed in line symmetry with respect to Pole portion and, of 該配 set pitch pole teeth of the same number and the same arrangement pitch of forming the magnetic pole portion of the first 1 /
A second magnetic pole portion which is deviated in the same circumferential direction on the inner peripheral surface of the magnetic pole tip by 4 to form pole teeth alternately in the circumferential direction;
The stator is divided into two parts in the axial direction, and is constituted by a first stator part and a second stator part, each of which forms first and second magnetic poles. Are mutually the first magnetic pole and the second magnetic pole.
And the magnetic poles are connected coaxially in a front-to-back relationship, but are alternately reversed in the circumferential direction. The rotor is provided with first and second fixed members of the stator. The first and second rotor portions are opposed to the inner peripheral surface forming the pole teeth of the rotor portion with a gap therebetween, and both of the two rotor portions are formed on the stator portion. The axial width and position of the pole teeth and the axial position and the width and pitch corresponding to the circumferential width and pitch N poles and S poles are alternately magnetized at the same radius to form a cylindrical magnet with magnetic poles, The magnetic poles of the first and second rotor portions are mutually deviated by 1 / of the magnetic pole formation pitch, are connected in the axial direction via a non-magnetic material, and each has a holding member formed of a magnetic material. It is configured to be held on the rotor shaft via the shaft.
【0010】また、請求項2に記載のアウターロータ形
PM形ステッピングモータにおいては、円筒状磁性体の
円筒面から、放射状に等ピッチで形成される少なくとも
6個の偶数の固定子磁極を備え、この固定子磁極には夫
々の先端外周面に複数所定個、等ピッチで形成された極
歯を有し、夫々の固定子磁極に励磁用巻線が巻装されて
いる固定子と、前記した固定子磁極の極歯を形成してい
る外周面と空隙を介して所定の軸受によって回転自在に
支承され、固定子磁極に形成した極歯形状に対応した幅
とピッチでN極、S極を交互に着磁した円筒状永久磁石
によって回転子磁極を形成した回転子と、を備えたアウ
ターロータ形PM形ステッピングモータにおいて、上記
の固定子に形成する各磁極は、夫々の先端外周面に当該
磁極形状の中心線にたいして線対称に複数個の極歯を形
成した第1の磁極部と、この第1の磁極部に形成する極
歯と同数且つ同配設ピッチで該配設ピッチの1/4だけ
磁極先端外周面における同一周方向に偏位して極歯を形
成した第2の磁極部とを周方向に交互に形成し、固定子
を軸方向に2分して、夫々が第1、第2の磁極を形成し
た第1の固定子部と第2の固定子部とにより構成し、第
1、第2の固定子部は、相互に第1の磁極と第2の磁極
とを同軸方向に表裏の関係で連接するが円周方向には表
裏の関係が交互に反転するように構成し、上記の回転子
は、上記の固定子の第1及び第2の固定子部の極歯を形
成している外周面に夫々が空隙を介して対向する第1及
び第2の回転子部により構成し、2つの回転子部はいず
れも、固定子部に形成した極歯の軸方向幅と位置及び周
方向幅とピッチに対応した軸方向位置及び幅とピッチ及
び同一半径でN極、S極を交互に着磁して磁極とした円
筒磁石を形成し、前記第1及び第2の回転子部夫々の磁
極は、相互に磁極形成ピッチの1/4回転偏位し、非磁
性体を介して軸方向に連接し、夫々が磁性体を介し所定
位置に形成した保持部材で回転子軸に保持されるように
構成した。According to a second aspect of the present invention, the outer rotor type PM stepping motor includes at least six even-numbered stator magnetic poles radially formed at a constant pitch from a cylindrical surface of the cylindrical magnetic body. This stator magnetic pole has a plurality of predetermined number of pole teeth formed on the outer peripheral surface of each end thereof at equal pitches, and a stator in which an exciting winding is wound around each stator magnetic pole, as described above. The N pole and the S pole are rotatably supported by a predetermined bearing through an air gap and an outer peripheral surface forming the pole teeth of the stator magnetic pole, and have a width and a pitch corresponding to the pole tooth shape formed on the stator magnetic pole. And a rotor in which a rotor magnetic pole is formed by a cylindrical permanent magnet alternately magnetized. Center line of magnetic pole shape A first magnetic pole part having a plurality of pole teeth formed in line symmetry with the same number and the same pitch as the pole teeth formed on the first magnetic pole part; And a second magnetic pole portion which is deviated in the same circumferential direction on the surface to form a pole tooth is alternately formed in the circumferential direction, and the stator is bisected in the axial direction. Are formed by a first stator portion and a second stator portion, and the first and second stator portions mutually connect the first magnetic pole and the second magnetic pole to each other in a coaxial direction. The rotors are connected so that the front and back sides are alternately reversed in the circumferential direction. The rotor forms the pole teeth of the first and second stator portions of the stator. First and second rotor portions, each of which faces the outer peripheral surface with a gap therebetween, and each of the two rotor portions has a pole tooth shaft formed on the stator portion. The first and second cylindrical magnets are formed by magnetizing N poles and S poles alternately at the same position, width and pitch in the axial direction corresponding to the direction width and position, and the circumferential width and pitch. The magnetic poles of each of the two rotor portions are mutually deviated by の rotation of the magnetic pole formation pitch, are connected in the axial direction via a non-magnetic material, and each is a holding member formed at a predetermined position via a magnetic material. It was configured to be held on the rotor shaft.
【0011】また、請求項3に記載の6相6m極のイン
ナーロータ形及びアウターロータ形PM形ステッピング
モータの場合は、固定子の磁極の数を6個に、回転子の
磁極数Prは下記(2)式または(3)式の関係を満足
することが必要である。 Pr=2m(6n+1)・・・(2) Pr=2m(6n+2)・・・(3) また、請求項4に記載のように、10相10m極のイン
ナーロータ形及びアウターロータ形PMステッピングモ
ータの場合では、固定子の磁極の数を10個に形成し、
回転子の磁極数Prは、下記(4)式または(5)式の
関係を満足するように形成することが必要である。 Pr=2m(10n+2)・・・(4) Pr=2m(10n+3)・・・(5) 但し、上記(2)、(3)、(4)、(5)式におい
て、 Pr=2×(360°/τR) m≧1、n≧1の整数とする。また、τRは回転子の磁
極の形成ピッチである。In the case of a 6-phase 6-m pole inner rotor type and outer rotor type PM stepping motor according to the third aspect, the number of magnetic poles of the stator is set to six, and the number Pr of magnetic poles of the rotor is set as follows. It is necessary to satisfy the relationship of the expression (2) or the expression (3). Pr = 2m (6n + 1) (2) Pr = 2m (6n + 2) (3) As described in claim 4, a 10-phase 10-m pole inner rotor type and outer rotor type PM stepping motor. In the case of, the number of magnetic poles of the stator is formed to ten,
The number of magnetic poles Pr of the rotor needs to be formed so as to satisfy the relationship of the following expression (4) or (5). Pr = 2m (10n + 2) (4) Pr = 2m (10n + 3) (5) However, in the above equations (2), (3), (4) and (5), Pr = 2 × ( 360 ° / τR) m ≧ 1 and n ≧ 1 are integers. Further, τR is the pitch at which the magnetic poles of the rotor are formed.
【0012】また、上述した固定子は、請求項5に記載
のように磁極の先端部に対称に極歯を形成した磁極と、
線対称に極歯を形成した磁極の極歯配設ピッチの1/4
偏位させて極歯を形成した磁極を交互に形成した磁性体
板を所定枚数積層し、さらに磁性体板と同一形状に形成
した磁性体板を磁極形成ピッチ回転させて所定枚数積層
して各積層体を固定し、巻線を巻き回して構成するのが
望ましい。さらに、固定子の極歯形成ピッチτsと回転
子の磁極ピッチτRとを下記(6)式の関係を満足する
のが望ましい。 0.75τR≦τs≦1.25τR・・・(6)The above-mentioned stator may further comprise a magnetic pole having pole teeth formed symmetrically at the tip of the magnetic pole,
1/4 of the pole tooth arrangement pitch of magnetic poles with pole teeth formed axisymmetrically
A predetermined number of magnetic plates formed by alternately forming magnetic poles with pole teeth formed by deviating are stacked, and a predetermined number of magnetic plates formed in the same shape as the magnetic plate are rotated by a magnetic pole forming pitch and stacked. It is desirable to fix the laminate and wind the winding. Further, it is desirable that the pole tooth formation pitch τs of the stator and the magnetic pole pitch τR of the rotor satisfy the relationship of the following equation (6). 0.75τR ≦ τs ≦ 1.25τR (6)
【0013】上述のような構成においては、固定子の磁
極の数を増大することなく、所望される特性に対応して
各種極数の多相ステッピングモータとしての機能が発揮
される。従って、小型で精度のよい高分解能ステッピン
グモータがえられる。また、ハイブリッド形ステッピン
グモータに比して、騒音が少ない、高速回転が得られ
る、温度上昇を低くおさえることができるという優れた
機能が得られる。さらに、請求項5に記載のように、磁
性鉄板を積層して構成すれば、過電流損を低減できた
め、効率向上となる構成を能率良く組み立てることがで
きる。In the above-described configuration, the function as a multi-phase stepping motor having various numbers of poles is exhibited according to desired characteristics without increasing the number of magnetic poles of the stator. Therefore, a small and accurate high-resolution stepping motor can be obtained. Also, excellent functions such as lower noise, higher speed rotation, and lower temperature rise can be obtained as compared with the hybrid type stepping motor. Furthermore, if the magnetic iron plates are stacked as described in claim 5, overcurrent loss can be reduced, and a configuration that improves efficiency can be efficiently assembled.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。各実施の形態の構成図において、
従来の技術で図39、図40によって示したものと相当
の構成要素は同一の符号を使用し、その詳細な説明は省
略する。 実施の形態1:図1は本発明に基づき形成した6相6極
モータ(インナーロータ形PM型ステッピングモータ)
の縦断正面図を、図2は、図1のX−X′断面を示して
いる。図1、図2において、1は円筒状のケーシングで
あって、ケーシング1は内部に固定子S1の固定子鉄心
2を形成する環状部でケーシング1と一体に結合されて
いる。固定子S1は固定子鉄心2部の内方向に、このモ
ータの構造特性に対応した6個の磁極3a1〜3a6が等
しい間隔角度で求心状に形成されていて、各磁極には詳
細を後述するように電流を流して所定の方向に順次磁化
するための巻線4a1〜4a6が巻き回されている。図2
は各巻線を象徴化して記し、各巻線に示した符号×と符
号・は、巻線方向を示し、ここでは一般的基準に従って
符号×から符号・に向けて電流を流すという意味で示し
ている。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the configuration diagram of each embodiment,
Components corresponding to those shown in FIGS. 39 and 40 in the related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Embodiment 1 FIG. 1 shows a 6-phase 6-pole motor (inner rotor type PM stepping motor) formed based on the present invention.
2 shows a cross section taken along line XX 'of FIG. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a cylindrical casing. The casing 1 is integrally connected to the casing 1 by an annular portion forming a stator core 2 of the stator S1. In the stator S1, six magnetic poles 3a1 to 3a6 corresponding to the structural characteristics of the motor are formed centripetally at equal intervals in the inward direction of the stator core 2, and each magnetic pole will be described in detail later. As described above, the windings 4a1 to 4a6 for passing current and magnetizing sequentially in a predetermined direction are wound. FIG.
Represents each winding symbolically, and the sign x and the sign indicated on each winding indicate the winding direction, and here, means that current flows from the sign x to the sign in accordance with general standards. .
【0015】また、各磁極3a1〜3a6の先端部には詳
細を後述するように、磁極の中心線に対して線対称に極
歯3k1を設けた第1の磁極3a11、3a21、3a31、
3a41、3a51、3a61(図2には明記せず、図4、図
6参照)と、同一方向に極歯ピッチの1/4偏位させて
形成させて極歯3k1を設けた第2の磁極3a12、3a2
2 3a32 3a42、3a52、3a62(図2には明記せ
ず、図4、図6及び図12参照)とが軸方向に交互にほ
ぼ2分して形成されている。即ち、図4及び図12に示
すように、6個の磁極3a1〜3a6の内1個おきの3個
の磁極3a1、3a3、3a5と他の1個おきの3個の磁
極3a2、3a4、3a6とは夫々が同一形状であるが、
隣接する磁極を相互に2種の磁極である第1の磁極と第
2の磁極の回転子軸方向に対しては表裏の関係で連接
し、かつ、円周方向では表裏の連接を、交互に反転する
ように配置させて夫々第1の固定子部Sa1と第2の固
定子部Sb1を形成させ各磁極部を構成している。この
関係をさらに詳述すれば、図4(A)、(B)に示すよ
うに、例えば、第1の固定子部Sa1に形成した第1の
磁極3a11には第2の固定子部Sb1に形成した第2の
磁極3a12が表裏の関係で連接して1つの磁極部を構成
し、また、この磁極部と円周方向で隣接される磁極部は
第1の固定子部Sa1に形成した第2の磁極3a22には
第2の固定子部Sb1に形成した第1の磁極3a21が表
裏の関係で連接して構成されている。上述した磁極及び
極歯の各間隔角度は、所定の半径上では、その円周面に
おけるピッチに比例する。円形モータの場合、寸法間隔
は計測する半径の位置で変化するが、角度は変化しない
ので、以降磁極の間隔等の表示は角度によって行い、間
隔をピッチと称して説明する。As will be described in detail later, first magnetic poles 3a11, 3a21, 3a31, which are provided with pole teeth 3k1 at the tips of the magnetic poles 3a1 to 3a6 in line symmetry with respect to the center line of the magnetic poles.
3a41, 3a51, 3a61 (not shown in FIG. 2; see FIGS. 4 and 6) and a second magnetic pole formed with a pole tooth 3k1 which is formed in the same direction as the pole tooth pitch by 1/4. 3a12, 3a2
23a32 3a42, 3a52, and 3a62 (not shown in FIG. 2; see FIGS. 4, 6 and 12) are formed in the axial direction alternately and substantially bisected. That is, as shown in FIGS. 4 and 12, every other three magnetic poles 3a1, 3a3, 3a5 of the six magnetic poles 3a1 to 3a6, and every other three magnetic poles 3a2, 3a4, 3a6. And each have the same shape,
Adjacent magnetic poles are connected to each other with respect to the rotor axis direction of the first magnetic pole and the second magnetic pole, which are two types of magnetic poles, in a front-to-back relationship. The first stator portion Sa1 and the second stator portion Sb1 are respectively formed so as to be inverted so as to constitute each magnetic pole portion. This relationship will be described in more detail. As shown in FIGS. 4A and 4B, for example, the first magnetic pole 3a11 formed on the first stator portion Sa1 is connected to the second stator portion Sb1. The formed second magnetic pole 3a12 is connected in a front-to-back relationship to form one magnetic pole part, and a magnetic pole part circumferentially adjacent to this magnetic pole part is formed on the first stator part Sa1. The first magnetic pole 3a21 formed on the second stator portion Sb1 is connected to the second magnetic pole 3a22 in a front-to-back relationship. Each interval angle between the magnetic poles and the pole teeth is proportional to the pitch on the circumferential surface on a predetermined radius. In the case of a circular motor, the dimensional interval changes at the position of the radius to be measured, but the angle does not change. Therefore, the display of the interval between the magnetic poles and the like will be performed based on the angle, and the interval will be referred to as pitch.
【0016】ケーシング1の両端にはエンドプレート
5、6が一体に結合されている。エンドプレート5、6
の中央部には夫々に軸受7a、7bが嵌合され、1対の
軸受7a、7bは回転子軸8を回転自在に支承してい
る。回転子軸8には、固定子の第1の固定子部Sa1に
対向させた位置に第1の固定子Sa1の内周面との間に
所定間隙をあけて第1の単位回転子RA1が結合されて
おり、第2の固定子部Sb1に対向させた位置に第2の
固定子Sb1の内周面との間に所定間隙をあけて第2の
単位回転子RB1が結合されている。上述した第1の単
位回転子RA1と第2の単位回転子RB1との間には所定
幅の環状に形成した非磁性体11を介在させている。第
1の単位回転子RA1及び第2の単位回転子RB1は同一
構造であって、夫々が、N、S交互に着磁された永久磁
石9と支持体となる磁性体10によって形成されて円筒
状に構成される。2個の回転子外周には固定子の各磁極
に形成した極歯3k1の形状とピッチに対応させた所定
のピッチで磁極を形成している。後述するように、第1
の単位回転子RA1と第2の単位回転子RB1とは、磁極
を形成するピッチ(N極とN極又はS極とS極とのピッ
チ)の1/4偏位して結合されている。End plates 5 and 6 are integrally connected to both ends of the casing 1. End plates 5, 6
The bearings 7a and 7b are fitted to the central portions of the bearings respectively, and the pair of bearings 7a and 7b rotatably support the rotor shaft 8. The first unit rotor RA1 is provided on the rotor shaft 8 at a position facing the first stator portion Sa1 of the stator with a predetermined gap between the first shaft portion Sa1 and the inner peripheral surface of the first stator Sa1. The second unit rotor RB1 is coupled to the inner surface of the second stator Sb1 at a position facing the second stator portion Sb1 with a predetermined gap therebetween. An annular non-magnetic member 11 having a predetermined width is interposed between the first unit rotor RA1 and the second unit rotor RB1. The first unit rotor RA1 and the second unit rotor RB1 have the same structure. Each of the first unit rotor RA1 and the second unit rotor RB1 is formed by a permanent magnet 9 alternately magnetized N and S and a magnetic body 10 serving as a support. It is configured in a shape. Magnetic poles are formed on the outer circumference of the two rotors at a predetermined pitch corresponding to the shape and pitch of the pole teeth 3k1 formed on each magnetic pole of the stator. As described later, the first
The first unit rotor RA1 and the second unit rotor RB1 are coupled to each other with a 偏 deviation from a pitch (a pitch between an N pole and an N pole or a pitch between an S pole and an S pole) forming magnetic poles.
【0017】次に、上記の本発明の6相6極モータの固
定子の作成方法の例を、図3により説明する。同図にお
いて、固定子は環状の固定子鉄心2の内部に、先端部に
所定数の極歯3k1を等ピッチτS1で磁極の中心線に対
して線対称に形成した同一形状の磁極PA1と、先端部
に磁極PA1と同一形状で同一個数の極歯3k1を等ピッ
チτS1で極歯ピッチの1/4、即ち、τS1/4偏位さ
せて形成した同一形状の磁極PB1とを交互に各3個、
総計で6個求心状に形成した磁性材板(以下固定子鉄板
と称す)SP1を所定枚数極歯が重なるように積層して
固定子S1の片側半分、第1の固定部Sa1または第2の
固定子部Sb1の鉄心を構成する。従って、上述した相
互に隣接する磁極PA1と磁極PB1との間隔角度θS1
は360°/6、即ち60°に形成されている。次に、
上記の構成体に対して磁極のピッチ、即ち60°回転し
偏位させて、上述と同一形状に形成した固定子鉄板SP
1を上記と同枚数、又はほぼ同枚数、極歯が重なるよう
に積層して固定子S1の残り片側半分、即ち、第1の固
定子部Sa1及び第2の固定子部Sb1の鉄心が形成され
る。上述した第1の固定子部Sa1及び第2の固定子部
Sb1は、夫々を、非磁性体11を挟んで形成した2個
の単位回転子と夫々対向するように形成するので、各単
位回転子が夫々確実に第1の固定子部Sa1及び第2の
固定子部Sb1に対向するように構成できるなら、半分
ずつを同一枚数にする必要はない。夫々の固定子鉄板は
プレスによる打ち抜き加工によって作成すれば良い。Next, an example of a method for manufacturing the stator of the above-described six-phase six-pole motor of the present invention will be described with reference to FIG. In the same figure, the stator has a magnetic pole PA1 of the same shape in which a predetermined number of pole teeth 3k1 are formed at the tip end thereof at an equal pitch τS1 and symmetrically with respect to the center line of the magnetic pole inside an annular stator core 2; At the tip, the same number of pole teeth 3k1 of the same shape as the magnetic pole PA1 and the same shape of magnetic poles PB1 formed at an equal pitch τS1 and 1 / of the pole tooth pitch, that is, τS1 / 4, are alternately formed. Pieces,
A predetermined number of magnetic material plates SP1 (hereinafter referred to as stator iron plates) SP1 formed in a centripetal shape are laminated in such a manner that a predetermined number of pole teeth overlap each other, and one half of the stator S1, the first fixed portion Sa1 or the second fixed portion. It constitutes the iron core of the stator part Sb1. Accordingly, the interval angle θS1 between the mutually adjacent magnetic pole PA1 and magnetic pole PB1 described above.
Is formed at 360 ° / 6, that is, at 60 °. next,
The stator iron plate SP formed in the same shape as that described above by rotating the magnetic pole with respect to the above-described structure, that is, by rotating the shaft by 60 ° and displacing the same.
The same number, or substantially the same number, of 1 as described above are laminated so that the pole teeth overlap to form the other half of the stator S1, that is, the cores of the first stator portion Sa1 and the second stator portion Sb1. Is done. The first stator portion Sa1 and the second stator portion Sb1 are formed so as to be opposed to the two unit rotors formed with the non-magnetic member 11 interposed therebetween, so that each unit rotor If each child can be configured to surely face the first stator portion Sa1 and the second stator portion Sb1, it is not necessary to halve the same number. Each stator iron plate may be prepared by punching with a press.
【0018】次に、上述の方法によって形成された固定
子の磁極部の詳細構造を、図4によって説明する。図4
(A)には固定子S1を形成する所定の磁極3a1、3a
3、3a5の内の一つの磁極部を構成する磁極3a11、3
a12を示し、図4(B)には図4(A)に示した磁極3
a1、3a3、3a5の内の一つに円周方向に隣接した磁
極3a2、3a4、3a6の内の一つの磁極部を構成する
磁極3a22、3a21を示している。固定子S1は前述し
たように形成しているので、図4(A)に示す固定子S
1の各磁極は、第1の固定子部Sa1の、所定数の極歯3
k1を磁極に対して線対称に備えた磁極PA1と、これと
表裏の関係で連接する第2の固定子部Sb1の、磁極P
A1と同一個数の極歯3k1を磁極PA1の極歯に対して
極歯ピッチの1/4偏位させて備えた磁極PB1を例示
している。即ち、磁極のPA1部には極歯が磁極に対し
て対称に、磁極のPB1部には極歯が磁極に対して非対
称に形成されている。図4(B)には、図4(A)に示
した、第1の固定子部Sa1の磁極と第2の固定子部S
b1の磁極の夫々が表裏の関係で連接されて構成される
磁極を示している。即ち、この場合は、夫々に装着する
磁極を交換し、所定数の極歯3k1を磁極に対して線対
称に備えた磁極PA1を備えた第2の固定子部Sb1と、
磁極PA1と同一個数の極歯3k1を磁極PA1の極歯に
対して極歯ピッチの1/4偏位させて備えた磁極PB1
を備えた第1の固定子部Sa1を、裏表の関係で連接し
て磁極を構成することを示している。即ち、磁極のPB
1部には極歯が磁極に対して対称に、磁極のPA1部には
極歯が磁極に対して非対称に形成されている。Next, the detailed structure of the magnetic pole portion of the stator formed by the above method will be described with reference to FIG. FIG.
(A) shows predetermined magnetic poles 3a1, 3a forming the stator S1.
The magnetic poles 3a11, 3a constituting one of the magnetic pole portions of 3, 3a5
aB, and FIG. 4B shows the magnetic pole 3 shown in FIG.
The magnetic poles 3a22 and 3a21 forming one magnetic pole portion of the magnetic poles 3a2, 3a4 and 3a6 circumferentially adjacent to one of the a1, 3a3 and 3a5 are shown. Since the stator S1 is formed as described above, the stator S1 shown in FIG.
Each of the magnetic poles 1 is a predetermined number of pole teeth 3 of the first stator portion Sa1.
The magnetic pole PA1 having k1 in line symmetry with respect to the magnetic pole, and the magnetic pole P1 of the second stator portion Sb1 connected to the magnetic pole PA1 in a front-to-back relationship.
A magnetic pole PB1 having the same number of pole teeth 3k1 as A1 with respect to the pole teeth of the magnetic pole PA1 and being displaced by 1/4 of the pole tooth pitch is illustrated. That is, the pole teeth are formed symmetrically with respect to the magnetic pole at the PA1 portion of the magnetic pole, and the pole teeth are formed asymmetrically with respect to the magnetic pole at the PB1 portion of the magnetic pole. FIG. 4B shows the magnetic pole of the first stator portion Sa1 and the second stator portion S shown in FIG.
The magnetic pole b1 is formed by connecting the magnetic poles in a front-to-back relationship. That is, in this case, the magnetic poles attached to each other are exchanged, and a second stator portion Sb1 having a magnetic pole PA1 having a predetermined number of pole teeth 3k1 line-symmetrically with respect to the magnetic pole,
A magnetic pole PB1 having the same number of pole teeth 3k1 as the magnetic pole PA1 displaced by 1/4 of the pole tooth pitch with respect to the pole teeth of the magnetic pole PA1.
This indicates that the first stator portion Sa1 provided with is connected in a front-to-back relationship to form a magnetic pole. That is, the magnetic pole PB
In one part, the pole teeth are formed symmetrically with respect to the magnetic pole, and in the PA1 part of the magnetic pole, the pole teeth are formed asymmetrically with respect to the magnetic pole.
【0019】図5(A)には図1に示す回転子を形成す
る各回転子磁極の関係を示していて、同図(B)には、
回転子の磁極を拡大展開して示している。即ち、本発明
の回転子を構成する各単位回転子RA1、RB1には夫々
N、S交互に着磁されており、単位回転子RA1と単位
回転子RB1との磁極ズレ角度はいずれも同一磁極間の
ピッチ角τR1/4に形成する。FIG. 5 (A) shows the relationship between the rotor magnetic poles forming the rotor shown in FIG. 1, and FIG.
The magnetic poles of the rotor are shown enlarged. That is, the unit rotors RA1 and RB1 constituting the rotor of the present invention are magnetized alternately by N and S, respectively. The pitch angle τR1 / 4 is formed between them.
【0020】図6、図7、図8の各図には、本モータを
構成する固定子と回転子夫々の磁極の前述した(2)、
(3)式に示した相互関係を分解して示していて、θS
1は、固定子の磁極のピッチを示し、本実施の形態に示
す6極6相の場合360°/6である。また、固定子の
極歯の形成ピッチτS1(間隔角度)は同一に形成する
が、回転子の極歯の形成ピッチτR(間隔角度)を図6
に示す場合をτR11、図7に示す場合をτR12、図8に
示す場合をτR13とし、固定子の極歯と回転子の磁極と
の間隔角度αを、図6に示す場合はα11、図7に示す場
合はα12、図8に示す場合は、α13で示した場合には、
図6ではτS1=τR11、図7ではτS1<τR12、図8
ではτS1>τR13となる。即ち、図6は固定子の極歯
の形成ピッチτS1と回転子の極歯の形成ピッチτR1が
下記(7)式によって示される条件の場合、固定子の極
歯と回転子の極歯の相関は次の式のように表される。 θs1=nτR11+(1/4)τR11±α11・・・・・ 6相の場合は12ステップで回転子磁極が1ピッチ移動
するので、隣接した固定子磁極(図では、固定子磁極3
a11が所定の回転子磁極N極に対向している場合の固定
子磁極3a21)に対するズレはα11=(1/12)τR
11でなければならない。また、固定子極数は6極である
のでθs1=2π/6と表される。従っての式は 2π/6=nτR11+(1/4)τR11±(1/12)τR11・・・・・ ここで、τR11はロータの磁極のピッチであるからτR
11=2(2π/Pr)と表せる。従って、 2π/6=n(4π/Pr)+(1/4)(4π/Pr) ±(1/12)(4π/Pr)・・・・・・・・・・・・・・ 式を整理すると、 Pr=2(6n+1)・・・(2′)、Pr=2(6n+2)・・(3′) がえられる。FIGS. 6, 7 and 8 show the magnetic poles of the stator and the rotor constituting the present motor, respectively (2),
(3) is shown by decomposing the correlation shown in the equation, and θS
1 indicates the pitch of the magnetic poles of the stator, which is 360 ° / 6 in the case of the six-pole six-phase shown in the present embodiment. Also, while the formation pitch τS1 (interval angle) of the pole teeth of the stator is formed to be the same, the formation pitch τR (interval angle) of the pole teeth of the rotor is shown in FIG.
7 is τR12, the case shown in FIG. 7 is τR12, and the case shown in FIG. 8 is τR13. In the case shown by α12, and in the case shown by FIG.
In FIG. 6, τS1 = τR11, in FIG. 7, τS1 <τR12, FIG.
Then, τS1> τR13. That is, FIG. 6 shows the correlation between the pole teeth of the stator and the pole teeth of the rotor when the formation pitch τS1 of the pole teeth of the stator and the formation pitch τR1 of the pole teeth of the rotor are represented by the following equation (7). Is represented by the following equation. .theta.s1 = n.tau.R11 + (1/4) .tau.R11. +-. 11 In the case of six phases, the rotor magnetic poles move one pitch in 12 steps, so that the adjacent stator magnetic poles (in FIG.
When a11 faces a predetermined rotor magnetic pole N-pole, the deviation from the stator magnetic pole 3a21) is α11 = (1/12) τR
Must be 11. Further, since the number of stator poles is six, it is expressed as θs1 = 2π / 6. Therefore, the equation is 2π / 6 = nτR11 + (1/4) τR11 ± (1/12) τR11 ... where τR11 is the pitch of the magnetic poles of the rotor, so that τR
11 = 2 (2π / Pr). Therefore, 2π / 6 = n (4π / Pr) + (1/4) (4π / Pr) ± (1/12) (4π / Pr) When rearranging, Pr = 2 (6n + 1) (2 ') and Pr = 2 (6n + 2) (3') are obtained.
【0021】同様に6相12極の場会は、極歯の位置関
係は図6と同じであるが固定子の極位置はθs1=2π
/12 と表せる。従って6相12極の場合は式から 2π/12=nτR11+(1/4)τR11±(1/12)τR11・・・・・ ここで、τR11=2(2π/Pr)と表されるので、 Pr=2(12n+2)・・・(2″) Pr=2(12n+4)・・・(3″) が得られる。 従って、一般に6相6m極の場合は、(2)、(3)式
のように表される。 Pr=2m(6n+1)・・・(2) Pr=2m(6n+2)・・・(3) 但し、m≧1、n≧1の整数とする。Similarly, in the case of the 6-phase, 12-pole, the positional relationship of the pole teeth is the same as in FIG. 6, but the pole position of the stator is θs1 = 2π.
/ 12. Therefore, in the case of a 6-phase, 12-pole, 2π / 12 = nτR11 + (1/4) τR11 ± (1/12) τR11... Where τR11 = 2 (2π / Pr) Pr = 2 (12n + 2) (2 ″) Pr = 2 (12n + 4) (3 ″) is obtained. Therefore, in general, in the case of a 6-phase, 6-m pole, it is expressed as in equations (2) and (3). Pr = 2m (6n + 1) (2) Pr = 2m (6n + 2) (3) where m ≧ 1, n ≧ 1.
【0022】同様に10相10極の場合は、θs1=2
π/10に置きかえることにより、次のように求められ
る。まず、10相の場合、20ステップで回転子磁極が
1ピッチ移動するのでα11=(1/20)τR11 と表
される。従って 2π/10=nτR11+(1/4)τR11±(1/20)τR11・・・・・ ここで、τR11=2(2π/Pr)と表されるので、 Pr=2(10n+2)・・・・(4′)、 Pr=2(10n+3)・・・・(5′)が得られる。Similarly, in the case of 10 phases and 10 poles, θs 1 = 2
By substituting π / 10, it is obtained as follows. First, in the case of 10 phases, since the rotor magnetic pole moves one pitch in 20 steps, it is expressed as α11 = (1/20) τR11. Therefore, 2π / 10 = nτR11 + (1/4) τR11 ± (1/20) τR11... Here, since τR11 = 2 (2π / Pr), Pr = 2 (10n + 2). (4 ′), Pr = 2 (10n + 3) (5 ′) is obtained.
【0023】同様に、10相20極の場合を示す式は、
図6の磁極位置θs1をθs1=360°/20と置き
かえることにより求められる。即ち、20ステップで回
転子磁極が1ピッチ移動するのでα11=(1/20)τ
R11である。従って 360°/20=nτR11+(1/4)τR11±(1/20)τR11・・・・ ここで、τR11=2(2π/Pr)と表されるので Pr=2(20n+4)・・・(4″)、 Pr=2(20n+6)・・・(5″)が得られる。 従って、一般に、10相、10m極の場合は、次の
(4)、(5)式が得られる。 Pr=2m(10n+2)・・・(4) Pr=2m(10n+3)・・・(5) 但し、m≧1、n≧1の整数とする。Similarly, the equation for the case of 10 phases and 20 poles is:
It is obtained by replacing the magnetic pole position θs1 in FIG. 6 with θs1 = 360 ° / 20. That is, since the rotor magnetic pole moves by one pitch in 20 steps, α11 = (1/20) τ
R11. Therefore, 360 ° / 20 = nτR11 + (1/4) τR11 ± (1/20) τR11... Here, since τR11 = 2 (2π / Pr), Pr = 2 (20n + 4) ( 4 "), Pr = 2 (20n + 6) (5"). Therefore, in general, in the case of 10 phases and 10 m poles, the following equations (4) and (5) are obtained. Pr = 2m (10n + 2) (4) Pr = 2m (10n + 3) (5) where m ≧ 1, n ≧ 1.
【0024】図7は固定子の極歯の形成ピッチτS1と
回転子の極歯の形成ピッチτR1とが下記(8)式によ
って示される条件の場合、図8は固定子の極歯の形成ピ
ッチτS1と回転子の極歯の形成ピッチτR1とが(9)
式によって示される条件の場合を示している。 τR1=τS1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(7) 0.75τR1≦τS1<τR1 ・・・・・・・・・・・(8) τR1<τS1≦1.25τR1 ・・・・・・・・・・・(9)FIG. 7 shows the case where the formation pitch τS1 of the pole teeth of the stator and the formation pitch τR1 of the pole teeth of the rotor are given by the following equation (8). τS1 and the rotor tooth pitch τR1 are (9)
The case of the condition shown by the equation is shown. τR1 = τS1 (7) 0.75τR1 ≦ τS1 <τR1 (8) τR1 <τS1 ≦ 1.25τR1 (9)
【0025】図6、図7、図8の各図において、3a11
は固定子S1を形成する磁極部3a1、3a3、3a5の内
の所定の極の一つであって、図の場合は、3a11は第1
の固定子部Sa1のうちの磁極部3a1の極歯が線対称に
形成されている磁極部、3a12は、第2の固定子部Sb
1の磁極部3a1の極歯が非対称に形成されている磁極
部、3a21は上記の磁極部に隣接する磁極部3a2、3
a4、3a6の内の所定の極の一つであって、図の場合
は、第2の固定子部Sb2の磁極部3a2の極歯が線対称
に形成されている磁極部で、3a22は、第1の固定子部
Sa1の磁極部3a2の極歯が非対称に形成されている磁
極部を夫々示している。In each of FIGS. 6, 7 and 8, 3a11
Is one of predetermined poles of the magnetic pole portions 3a1, 3a3, 3a5 forming the stator S1, and in the case of FIG.
The magnetic pole part 3a1 of the magnetic pole part 3a1 of the stator part Sa1 is formed in a line symmetrical manner, and the magnetic pole part 3a12 is the second stator part Sb
The magnetic pole portion 3a1 has a pole tooth formed asymmetrically, and the magnetic pole portion 3a21 has magnetic pole portions 3a2, 3a adjacent to the magnetic pole portion.
a4, 3a6, which is one of the predetermined poles. In the case of the figure, the magnetic pole portion of the magnetic pole portion 3a2 of the second stator portion Sb2 is formed in a line-symmetrical manner. The magnetic pole parts of the magnetic pole part 3a2 of the first stator part Sa1 are shown as being asymmetric.
【0026】前述したように、非対称に形成された極歯
は対称に形成された極歯に対して極歯ピッチの1/4偏
位しており、第1の単位回転子の磁極と第2の単位回転
子の磁極とは磁極ピッチの1/4偏位しているので、図
から明らかなように、固定子磁極の極歯と回転子の磁極
との関係位置はいずれの半分においても等しくなる。例
えば、図6において、磁極部3a11の極歯が第1の単位
回転子RA11の磁極に対向しているタイミングには、同
じ磁極の磁極部3b11の極歯が第2の単位回転子RB11
の磁極に対向する。θS1は固定子の磁極のピッチ、τ
S1は固定子の極歯のピッチを夫々示し、τR11は回転
子の磁極のピッチを示している。また、α11は固定子の
所定の磁極の極歯と回転子の磁極の位置が一致した状態
で、隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間
隔角度を示している。従って、本実施の形態に示す6相
6極モータの固定子の磁極のピッチθS1は、θS1=3
60°/6であり、(2)式で示したように下記(1
0)式で示される条件の場合、α11はα11=τR11/1
2になる。 Pr11=2(6n+1) 又は、Pr11=2(6n+2)・・・(10) 但し、Pr11は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。As described above, the asymmetrically formed pole teeth are deviated by 4 of the pole tooth pitch with respect to the symmetrically formed pole teeth. As shown in the figure, the relative position between the pole teeth of the stator magnetic poles and the magnetic poles of the rotor is equal in each half. Become. For example, in FIG. 6, at the timing when the pole teeth of the magnetic pole part 3a11 face the magnetic poles of the first unit rotor RA11, the pole teeth of the magnetic pole part 3b11 of the same magnetic pole are set to the second unit rotor RB11.
Opposing to the magnetic pole. θS1 is the pitch of the magnetic poles of the stator, τ
S1 indicates the pitch of the pole teeth of the stator, and τR11 indicates the pitch of the magnetic poles of the rotor. Further, α11 indicates the interval angle between the pole teeth of the magnetic poles of the adjacent stator and the magnetic poles of the rotor when the positions of the pole teeth of the predetermined magnetic poles of the stator and the magnetic poles of the rotor match. Therefore, the pitch θS1 of the magnetic poles of the stator of the six-phase six-pole motor shown in this embodiment is θS1 = 3.
60 ° / 6, and as shown by the equation (2), the following (1)
In the case of the condition shown by the equation (0), α11 is α11 = τR11 / 1
It becomes 2. Pr11 = 2 (6n + 1) or Pr11 = 2 (6n + 2) (10) where Pr11 is the number of each magnetic pole of the rotor and n ≧ 1.
【0027】図7は、6相6極の場合における(8)式
の条件における状態を示す図で、同図において、固定子
は図6と同一条件なので、θS1は固定子の磁極のピッ
チ、τS1は固定子の極歯のピッチを夫々示し、τR12
は回転子の磁極のピッチを示している。また、α12は固
定子の所定の磁極の極歯と回転子の磁極の位置が一致し
た状態で、隣接する固定子の磁極の上記と相当する位置
の極歯と回転子の磁極との間隔角度を示している。従っ
て、本実施の形態に示す6相6極モータの固定子の磁極
のピッチθS1は、360°/6であり、(2′)、
(3′)式で示したように下記(11)式で示される条
件の場合、α12はα12=τR12/12になる。 Pr12=2(6n+1) 又はPr12=2(6n+2)・・・・(11) 但し、Pr12は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。FIG. 7 is a diagram showing the state under the condition of equation (8) in the case of six phases and six poles. In FIG. 7, since the stator is the same as that in FIG. τS1 indicates the pole pitch of the stator, and τR12
Indicates the pitch of the magnetic poles of the rotor. Further, α12 is an interval angle between the pole teeth of the adjacent stator poles corresponding to the above and the rotor magnetic poles in a state where the pole teeth of the predetermined magnetic poles of the stator and the magnetic poles of the rotor coincide with each other. Is shown. Therefore, the pitch θS1 of the magnetic poles of the stator of the six-phase six-pole motor shown in the present embodiment is 360 ° / 6, (2 ′),
In the case of the condition represented by the following equation (11) as shown in the equation (3 '), α12 becomes α12 = τR12 / 12. Pr12 = 2 (6n + 1) or Pr12 = 2 (6n + 2) (11) where Pr12 is the number of each rotor magnetic pole and n ≧ 1.
【0028】図8は、6相6極の場合における(9)式
の条件における状態を示す図で、同図において、固定子
は図6と同一条件なのでθS1は固定子の磁極のピッ
チ、τS1は固定子の極歯のピッチを夫々示し、τR13
は回転子の極歯のピッチを示している。また、α13は固
定子の所定の磁極の極歯と回転子の磁極の位置が一致し
た状態で、隣接する固定子の上記と相当する位置の極歯
と回転子の極歯との間隔角度を示している。従って、本
実施の形態に示す6相6極モータの固定子の磁極のピッ
チθS1は、θS1=360°/6であり、(2′)、
(3′)式で示したように下記(12)式で示される条
件の場合、α13は、α13=τR13/12になる。 Pr13=2(6n+1) 又はPr13=2(6n+2)・・・・(12) 但し、Pr13は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。FIG. 8 is a view showing the state under the condition of equation (9) in the case of six phases and six poles. In FIG. 8, since the stator is the same as that in FIG. 6, θS1 is the pitch of the magnetic pole of the stator, τS1 Indicates the pitch of the pole teeth of the stator, and τR13
Indicates the pitch of the pole teeth of the rotor. Further, α13 is the distance between the pole teeth of the rotor and the pole teeth of the rotor corresponding to the above positions of the adjacent stator in a state where the position of the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator and the position of the magnetic pole of the rotor match. Is shown. Therefore, the pitch θS1 of the magnetic poles of the stator of the six-phase six-pole motor shown in the present embodiment is θS1 = 360 ° / 6, (2 ′),
In the case of the condition represented by the following equation (12) as shown in the equation (3 '), α13 becomes α13 = τR13 / 12. Pr13 = 2 (6n + 1) or Pr13 = 2 (6n + 2) (12) where Pr13 is the number of magnetic poles of each rotor and n ≧ 1.
【0029】図9は、本実施の形態のモータにおいて、
上述したnを1から変化させた条件における各回転子磁
極の数Prと、このモータのステップ角との関係を表1
として示した図表である。この表1において、磁極数P
rが2(6n+1)の場合と2(6n+2)の場合にお
いて、夫々nを1から順次増加した場合のステップ角を
縦方向に示している。FIG. 9 shows a motor according to this embodiment.
Table 1 shows the relationship between the number Pr of each rotor magnetic pole and the step angle of this motor under the condition that n is changed from 1 described above.
FIG. In Table 1, the number of magnetic poles P
In the case where r is 2 (6n + 1) and 2 (6n + 2), the step angles when n is sequentially increased from 1 are shown in the vertical direction.
【0030】図10は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。同図において、A、
A′は巻線4a1の引出線、D、D′は巻線4a2の引出
線、B、B′は巻線4a3の引出線、E、E′は巻線4
a4の引出線、C、C′は巻線4a5の引出線、F、F′
は巻線4a6の各引出線であって、これらの各端子に駆
動用の励磁電流出力回路が接続される。FIG. 10 shows a connection state of the monofilar winding in the present embodiment. In the figure, A,
A 'is the lead of the winding 4a1, D and D' are the leads of the winding 4a2, B and B 'are the leads of the winding 4a3, and E and E' are the windings of the winding 4a.
The lead wire of a4, C, C 'is the lead wire of winding 4a5, F, F'.
Are the lead wires of the winding 4a6, and these terminals are connected to a driving exciting current output circuit.
【0031】次に、上述した構成のモータの駆動作用を
図11、図12によって説明する。図11において、横
軸には動作ステップの流れ(シーケンス)をステップ1
からステップ15まで示し、ステップ16以降の図示を
省略している。縦方向には前述した各引出線を示し、各
引出線を示す横軸には、各ステップに対応させてパルス
電流を供給するタイミングを四辺形で示している。各引
出線を示す横線の上側に記す四辺形は、例えば引出線A
から引出線A′へ、各引出線を示す横線の下側に記す四
辺形は、逆に、引出線A′から引出線Aへ電流を流すこ
とを示している。即ち、図11に示すように、各引出線
に順次パルス電流を流すことによって、このモータは前
述したステップ角ずつ回転する。Next, the driving operation of the motor having the above configuration will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the flow (sequence) of the operation steps in Step 1.
To step 15 and illustration of step 16 and subsequent steps is omitted. In the vertical direction, each of the above-mentioned lead lines is shown, and the horizontal axis showing each of the lead lines shows the timing of supplying the pulse current corresponding to each step by a quadrilateral. The quadrilateral described above the horizontal line indicating each leader is, for example, leader A
, And the quadrilateral below the horizontal line indicating each lead line indicates that a current flows from the lead line A 'to the lead line A. That is, as shown in FIG. 11, by sequentially supplying a pulse current to each lead line, this motor rotates by the above-described step angle.
【0032】図12は上述した実施の形態に基くモータ
の前述した(7)式に記した条件である固定子の極歯の
ピッチτS1と回転子の磁極のピッチτR1が等しい場合
の固定子と回転子との位置関係を示す展開図で、横方向
には左から右に向けて順次固定子の磁極部3a1、3a
2、3a3、3a4、3a5、3a6及び3a1を再度示して
いる。図12は縦方向には、図11に示したステップに
対応してステップ1からステップ4までを示し、ステッ
プ5以降は図示を省略している。各ステップには、図6
に示した磁極を備えた固定子全体を展開して示してい
て、上段から、各磁極3a1、3a2、3a3、3a4、3
a5、3a6夫々の第1の固定子部Sa1に所属する片半
分部である第1の単位回転子RA1を構成する磁極3a1
1、3a22、3a31、3a42、3a51、3a62 と、上述
した各磁極の他の片半分である第2の固定子部Sa2に
所属する第2の単位回転子RB1を構成する磁極3a1
2、3a21、3a32、3a41、3a52、3a61を順次示
している。上述した3a11、3a21、3a31、3a41
3a51、3a61は極歯が磁極3a1乃至3a6の夫々にお
いて、当該磁極に対して線対称に配設された磁極部、3
a12、3a22、3a32、3a42、3a52、3a62は磁極
3a1乃至3a6の夫々において、極歯が磁極に対して非
線対称に配設された磁極部である。また、Nは、N極に
着磁された磁極、Sは、S極に着磁された磁極を夫々示
していて、モータの回転状況を示すために、回転子の所
定の磁極にその極性Nを○で囲んで示している。FIG. 12 shows a motor based on the above-described embodiment when the stator pole tooth pitch τS1 and the rotor magnetic pole pitch τR1 are equal to each other, which is the condition described in the above equation (7). FIG. 4 is a development view showing a positional relationship with the rotor, and the magnetic pole portions 3a1, 3a of the stator are sequentially arranged from left to right in the horizontal direction.
2, 3a3, 3a4, 3a5, 3a6 and 3a1 are again shown. FIG. 12 shows Steps 1 to 4 corresponding to the steps shown in FIG. 11 in the vertical direction, and illustration of Step 5 and subsequent steps is omitted. Each step is shown in FIG.
The entire stator having the magnetic poles shown in FIG. 3 is shown in an unfolded state, and the magnetic poles 3a1, 3a2, 3a3, 3a4, 3
a5, 3a6 Magnetic poles 3a1 constituting the first unit rotor RA1 which is a half portion belonging to the respective first stator portion Sa1.
1, 3a22, 3a31, 3a42, 3a51, 3a62 and the magnetic pole 3a1 constituting the second unit rotor RB1 belonging to the second stator portion Sa2 which is the other half of each magnetic pole described above.
2, 3a21, 3a32, 3a41, 3a52, 3a61 are shown in order. 3a11, 3a21, 3a31, 3a41 described above.
Reference numerals 3a51 and 3a61 denote magnetic pole portions whose pole teeth are arranged symmetrically with respect to the magnetic poles in each of the magnetic poles 3a1 to 3a6.
a12, 3a22, 3a32, 3a42, 3a52, 3a62 are magnetic pole portions in each of the magnetic poles 3a1 to 3a6, the pole teeth of which are arranged non-symmetrically with respect to the magnetic pole. N indicates a magnetic pole magnetized on the N pole, and S indicates a magnetic pole magnetized on the S pole. In order to indicate the rotation state of the motor, a predetermined magnetic pole of the rotor has its polarity N Are indicated by circles.
【0033】今、図11に示したように、ステップ1に
おいて、引出線Aから引出線A′に向けて電流を流す
と、固定子の磁極3a1がS極に励磁される。従って、
第1の単位回転子RA1と第2の単位回転子RB1両方の
磁極であるN極の磁極が吸引される。ステップ1におい
ては、固定子の極歯と回転子の磁極との間の関係位置は
下記のようになる。即ち、固定子の磁極3a1に隣接す
る磁極3a2の極歯と近接する回転子のN極の間隔角度
α21はτR1/12、固定子の磁極3a2に隣接する磁極
3a3の極歯と近接する回転子のS極の磁極との間隔角
度α31は2τR1/12、固定子の磁極3a3に隣接する
磁極3a4の極歯と近接する回転子のS極の磁極との間
隔角度α41は3τR1/12、固定子の磁極3a4に隣接
する磁極3a5の極歯と近接する回転子のN極の磁極と
の間隔角度α51は4τR1/12、固定子の磁極3a5に
隣接する磁極3a6の極歯と近接する回転子のN極の磁
極との間隔角度α61は5τR1/12、固定子の磁極3
a6に隣接する磁極3a1の極歯と近接する回転子のS極
の磁極との間隔角度α71は6τR1/12である。ステ
ップ2以降においては、ステップ1で励磁した磁極3a1
1と励磁する磁極以外の図示は省略する。Now, as shown in FIG. 11, in step 1, when a current flows from the lead A to the lead A ', the magnetic pole 3a1 of the stator is excited to the S pole. Therefore,
The magnetic pole of the N pole, which is the magnetic pole of both the first unit rotor RA1 and the second unit rotor RB1, is attracted. In step 1, the relative positions between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor are as follows. That is, the interval angle α21 between the pole teeth of the magnetic pole 3a2 adjacent to the magnetic pole 3a1 of the stator and the N pole of the rotor adjacent to the rotor is τR1 / 12, and the rotor adjacent to the pole teeth of the magnetic pole 3a3 adjacent to the magnetic pole 3a2 of the stator. The spacing angle α31 between the magnetic pole of the S pole and the magnetic pole of the magnetic pole 3a4 adjacent to the magnetic pole 3a3 of the stator is 3τR1 / 12, and the spacing angle α41 between the magnetic pole of the S pole of the adjacent rotor is 3τR1 / 12. The spacing angle α51 between the pole teeth of the magnetic pole 3a5 adjacent to the magnetic pole 3a4 of the rotor and the N pole of the rotor adjacent thereto is 4τR1 / 12, and the rotor tooth adjacent to the pole teeth of the magnetic pole 3a6 adjacent to the magnetic pole 3a5 of the stator. The spacing angle α61 between the N pole and the magnetic pole is 5τR1 / 12, and the stator pole 3
The interval angle α71 between the pole tooth of the magnetic pole 3a1 adjacent to a6 and the magnetic pole of the S pole of the adjacent rotor is 6τR1 / 12. After step 2, the magnetic pole 3a1 excited in step 1
Illustrations other than 1 and the magnetic pole to be excited are omitted.
【0034】ステップ2において、引出線Dから引出線
D′に向けて電流を流すと、固定子の磁極3a2がS極
に励磁される。従って、第1の単位回転子RA1と第2
の単位回転子RB1の近接する磁極であるN極の磁極が
吸引される。ステップ1で固定子の磁極3a1に吸引さ
れていた第1の単位回転子RA1と固定子の磁極3a1の
対応した極歯との間隔角度βはτR1/12になる。こ
のτR1/12がステップ角である。In step 2, when a current flows from the lead line D to the lead line D ', the magnetic pole 3a2 of the stator is excited to the S pole. Therefore, the first unit rotor RA1 and the second
Of the unit rotor RB1 is attracted. In step 1, the interval angle β between the first unit rotor RA1 attracted to the magnetic pole 3a1 of the stator and the corresponding pole tooth of the magnetic pole 3a1 of the stator becomes τR1 / 12. This τR 1/12 is the step angle.
【0035】ステップ3において、引出線B′から引出
線Bに向けて電流を流すと、固定子の磁極3a3はN極
に励磁される。従って、第1の単位回転子RA1と第2
の単位回転子RB1のS極である磁極が吸引される。モ
ータが、さらに1ステップ角回転するので、ステップ1
で固定子の磁極3a1に吸引されていた第1の単位回転
子RA1と固定子の磁極3a1との間隔角度βは2τR1
/12になる。In step 3, when a current flows from the lead line B 'to the lead line B, the magnetic pole 3a3 of the stator is excited to the N pole. Therefore, the first unit rotor RA1 and the second
Of the unit rotor RB1 is attracted. Since the motor rotates one more step angle, step 1
The interval angle β between the first unit rotor RA1 and the magnetic pole 3a1 of the stator, which has been attracted to the magnetic pole 3a1 of the stator, is 2τR1
/ 12.
【0036】ステップ4において、引出線E′から引出
線Eに向けて電流を流すと、固定子の磁極3a4はN極
に励磁される。従って、第1の単位回転子RA1と第2
の単位回転子RB1のS極である磁極が吸引される。モ
ータが、さらに1ステップ角回転するので、ステップ1
で固定子の磁極3a1に吸引されていた第1の単位回転
子RA1の所定の磁極と固定子の磁極3a1に対応した極
歯との間隔角度βは3τR1/12になる。即ち、ステ
ップが進むごとにステップ角τR1/12ずつ回転す
る。In step 4, when a current flows from the lead line E 'to the lead line E, the magnetic pole 3a4 of the stator is excited to the N pole. Therefore, the first unit rotor RA1 and the second
Of the unit rotor RB1 is attracted. Since the motor rotates one more step angle, step 1
Then, the interval angle β between the predetermined magnetic pole of the first unit rotor RA1 attracted to the magnetic pole 3a1 of the stator and the pole tooth corresponding to the magnetic pole 3a1 of the stator becomes 3τR1 / 12. In other words, each time the step advances, it rotates by the step angle τR1 / 12.
【0037】以降、上述と同様に、図11に示したステ
ップを循環し繰り返すことによってモータはステップ角
であるτR1/12ずつ回転を継続する。Thereafter, in the same manner as described above, the motor continues to rotate by the step angle τR 1/12 by circulating and repeating the steps shown in FIG.
【0038】実施の形態2:次に、本発明を6相12極
モータ(インナーロータ形PM形ステッピングモータ)
に適用した実施の形態2を図13乃至図19によって実
施の形態1をも参照して説明する。各図において、実施
の形態1で示した要素機能と相当する要素機能は同一符
号を付すか符号のサフィックスを変えて記し、詳細説明
は省略する。図13は6相12極モータの縦断正面図、
図14は図13のX−X′断面を示している。図13、
図14において、S2は固定子であって、固定子鉄心2
の内方向に12個の磁極3b1乃至3b12が等しい角度
間隔で求心状に形成されていて、実施の形態1と同様、
第1、第2の固定子部Sa2、Sb2の磁極部を構成する
極歯PA2、PB2の連接状態は円周方向に隣接する磁極
では交互に反転するように構成している。即ち、固定子
S2の各磁極の先端部には、所定の数の極歯3k2が等し
いピッチで形成されていて、磁極3b1、3b3、3b
5、3b7、3b9、3b11の夫々には、極歯を磁極に対
して線対称に設けた半分と非対称に設けた半分を軸方向
に表裏の関係で連接し、一方、前記磁極に円周方向で隣
接配置される磁極3b2、3b4、3b6、3b8、3b1
0、3b12には、磁極に対して線対称に設けた半分と非
対称に設けた半分を前記とは反転して裏表の関係で連接
して各磁極を構成するように設け、円周方向に12極を
形成するようにしている。なお、各磁極には巻線4b1
乃至4b12が巻き回されている。Embodiment 2: Next, the present invention is applied to a 6-phase 12-pole motor (inner rotor type PM stepping motor).
A second embodiment applied to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In each figure, the element functions corresponding to the element functions shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals or different reference numerals with different suffixes, and detailed description is omitted. FIG. 13 is a longitudinal front view of a 6-phase 12-pole motor,
FIG. 14 shows a cross section taken along line XX 'of FIG. FIG.
In FIG. 14, S2 denotes a stator, and a stator core 2
The 12 magnetic poles 3b1 to 3b12 are formed centripetally at equal angular intervals in the inward direction, as in the first embodiment.
The connection state of the pole teeth PA2 and PB2 constituting the magnetic pole portions of the first and second stator portions Sa2 and Sb2 is configured to be alternately reversed at magnetic poles adjacent in the circumferential direction. That is, a predetermined number of pole teeth 3k2 are formed at an equal pitch at the tip of each magnetic pole of the stator S2, and the magnetic poles 3b1, 3b3, 3b
In each of 5, 3b7, 3b9, and 3b11, a half provided with the pole teeth symmetrically with respect to the magnetic pole and a half provided asymmetrically with the magnetic pole are connected in the front-to-back relationship in the axial direction. Magnetic poles 3b2, 3b4, 3b6, 3b8, 3b1
0 and 3b12 are provided in such a manner that a half provided symmetrically with respect to the magnetic poles and a half provided asymmetrically with respect to the magnetic poles are reversed from the above and connected to each other in a front-to-back relationship to form each magnetic pole. The poles are formed. Each magnetic pole has a winding 4b1
To 4b12 are wound.
【0039】回転子軸8には、固定子S2の上記軸方向
の半分、即ち、第1の固定子Sa2の内面との間に所定
間隙をあけて第1の単位回転子RA2が結合されてお
り、固定子S2の他の半分、即ち、第2の固定子Sb2に
対向させた位置に、所定間隙をあけて第2の単位回転子
RB2が結合されている。上述した第1の単位回転子R
A2と第2の単位回転子RB2との間には所定幅の環状に
形成した非磁性体11を介在させている。第1の単位回
転子RA2及び第2の単位回転子RB2は同一構造であっ
て、第1の実施の形態と同様、N、S交互に外周に着磁
された円筒状の永久磁石を形成している。2個の回転子
磁極の外周には、上記N極とS極が、固定子の各磁極に
形成した極歯3k2の形状とピッチに対応させた寸法と
ピッチで磁極を形成しており、実施の形態1同様、第1
の単位回転子RA2と第2の単位回転子RB2とは、磁極
を形成するピッチの1/4偏位して結合されている。The first unit rotor RA2 is connected to the rotor shaft 8 with a predetermined gap between it and a half of the axial direction of the stator S2, that is, the inner surface of the first stator Sa2. A second unit rotor RB2 is coupled to the other half of the stator S2, that is, a position facing the second stator Sb2 with a predetermined gap. First unit rotor R described above
An annular nonmagnetic body 11 having a predetermined width is interposed between A2 and the second unit rotor RB2. The first unit rotor RA2 and the second unit rotor RB2 have the same structure, and form a cylindrical permanent magnet alternately N and S magnetized on the outer periphery similarly to the first embodiment. ing. On the outer periphery of the two rotor magnetic poles, the N and S poles form magnetic poles with dimensions and pitches corresponding to the shape and pitch of the pole teeth 3k2 formed on each magnetic pole of the stator. Like the first embodiment, the first
The unit rotor RA2 and the second unit rotor RB2 are coupled to each other with a 偏 deviation from the pitch forming the magnetic pole.
【0040】次に、図15、図16を参照して本実施の
形態の固定子の作成方法の例を説明する。図15に示す
ように、固定子は環状の固定子鉄心2の内部に、先端部
に所定数の極歯3k2を等ピッチτS2で磁極の中心線に
対して線対称に形成した同一形状の磁極PA2と、先端部
に磁極PA2と同一形状同一個数の極歯3k2を等ピッチ
τS2で極歯ピッチの1/4、即ち、τS2/4偏位させ
て形成した同一形状の磁極PB2とを交互に各6個、総計
で12個求心状に形成した磁性材板(以下固定子鉄板と
称す)SP2を所定枚数極歯が重なるように積層して固
定子S2の片側半分を構成する。従って、上述した相互
に隣接する磁極PA2と磁極PB2との間隔角度θS2は3
60°/12 即ち30°に形成されている。次に、上
記の構成体に対して磁極のピッチ、即ち30°回転し偏
位させて、上述と同一形状に形成した固定子鉄板SP2
を上記と同枚数、又はほぼ同枚数、極歯が重なるように
積層して固定子S2の残り片側半分を構成し、固定子の
前記した半分とを、中心線に対して線対称に形成した磁
極PA2と、磁極PA2と同一形状で極歯のピッチの1/
4、即ち、τS2/4偏位させて形成した磁極PB2とが
隣接するように構成する。即ち、第1の固定子部Sa2
及び第2の固定子部Sb2の鉄心が形成される。上述し
た第1の固定子Sa2及び第2の固定子Sb2は、夫々
を、非磁性体11を挟んで形成した2個の単位回転子に
対向させるように形成するので、各単位回転子が夫々確
実に固定子の片半分である第1の固定子部Sa2及び第
2の固定子部Sb2夫々に対向するように構成できるな
ら、半分ずつを同一枚数にする必要はない。夫々の固定
子鉄板はプレスによる打ち抜き加工によって作成すれば
良い。Next, with reference to FIGS. 15 and 16, an example of a method for producing a stator according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 15, the stator has the same shape of magnetic poles in which a predetermined number of pole teeth 3k2 are formed at the tip thereof at a constant pitch τS2 and symmetrically with respect to the center line of the magnetic poles inside the annular stator core 2. Alternately, the pole PB2 and the pole PB2 of the same shape formed by displacing the pole teeth 3k2 of the same shape and the same number at the tip portion at the same pitch τS2 as 1/4 of the pole tooth pitch, ie, τS2 / 4, at the tip end. A magnetic material plate (hereinafter referred to as "stator iron plate") SP2 formed in a total of 12 pieces and a total of 12 pieces is laminated in such a manner that a predetermined number of pole teeth overlap so as to constitute one half of the stator S2. Accordingly, the interval angle θS2 between the magnetic pole PA2 and the magnetic pole PB2 adjacent to each other is 3
It is formed at 60 ° / 12, that is, 30 °. Next, the pitch of the magnetic poles, that is, the stator iron plate SP2 formed in the same shape as that described above by rotating by 30 ° and displacing it with respect to the above-described structure.
The same number, or almost the same number, as described above, are stacked so that the pole teeth overlap to form the other half of the stator S2, and the above-mentioned half of the stator is formed line-symmetrically with respect to the center line. The magnetic pole PA2 has the same shape as the magnetic pole PA2 and has a pitch of 1 /
4, that is, the magnetic pole PB2 formed by τS2 / 4 deflection is adjacent to the magnetic pole PB2. That is, the first stator portion Sa2
And the iron core of the 2nd stator part Sb2 is formed. The first stator Sa2 and the second stator Sb2 are formed so as to be opposed to the two unit rotors formed with the non-magnetic material 11 interposed therebetween. If it is possible to surely face each of the first stator portion Sa2 and the second stator portion Sb2 which is one half of the stator, it is not necessary to make each half the same number. Each stator iron plate may be prepared by punching with a press.
【0041】上述の方法によって形成された固定子の磁
極部の鉄心構造を図16に示している。即ち、図16
(A)には固定子S2を形成する所定の磁極3b1、3
b3、3b5、3b7、3b9、3b11の内の一つを示し、
図16(B)には図16(A)に示す、磁極3b1、3
b3、3b5、3b7、3b9、3b11の内の一つに隣接し
た磁極3b2、3b4、3b6、3b8、3b10、3b12の
内の一つを示している。固定子S2は前述したように形
成しているので、図16(A)に示す固定子S2の各磁
極は、所定数の極歯3k2を磁極に対して線対称に備え
た磁極PA2を備えた第1の固定子部Sa2と、磁極PA
2と同一個数の極歯3k2を磁極PA2の極歯に対して極
歯ピッチの1/4偏位させて備えた磁極PB2を備えた
第2の固定子部Sb2とが表裏の関係で連接されるよう
に構成されている。この場合、磁極のPA2部には極歯
が磁極に対して対称に、磁極のPB2部には極歯が磁極
に対して非対称に形成されている。図16(B)には、
図16(A)に示した、第1の固定子部Sa2の磁極と
第2の固定子部Sb2の磁極の夫々に裏表の関係で連接
する磁極を示している。即ち、夫々に装着する磁極を交
換して、所定数の極歯3k2を磁極に対して線対称に備
えた磁極PA2を備えた第2の固定子部Sb2と、磁極P
A2と同一個数の極歯3k2を磁極PA2の極歯に対して
極歯ピッチの1/4偏位させて備えた磁極PB2を備え
た第1の固定子部Sa2を、夫々例示している。この結
果、磁極のPB2部には極歯が磁極に対して対称に、磁
極のPA2部には極歯が磁極に対して非対称に形成され
ることになる。FIG. 16 shows an iron core structure of the magnetic pole portion of the stator formed by the above-described method. That is, FIG.
(A) shows predetermined magnetic poles 3b1, 3 forming the stator S2.
one of b3, 3b5, 3b7, 3b9, 3b11
FIG. 16B shows the magnetic poles 3 b 1 and 3 b shown in FIG.
One of the magnetic poles 3b2, 3b4, 3b6, 3b8, 3b10, 3b12 adjacent to one of b3, 3b5, 3b7, 3b9, 3b11 is shown. Since the stator S2 is formed as described above, each magnetic pole of the stator S2 shown in FIG. 16A has a magnetic pole PA2 having a predetermined number of pole teeth 3k2 line-symmetrically with respect to the magnetic pole. The first stator portion Sa2 and the magnetic pole PA
2 and a second stator portion Sb2 having a magnetic pole PB2 provided with the same number of pole teeth 3k2 as the pole teeth of the magnetic pole PA2 deviated by 1/4 of the pole tooth pitch in a front-to-back relationship. It is configured to be. In this case, the pole teeth are formed symmetrically with respect to the magnetic pole at the PA2 portion of the magnetic pole, and the pole teeth are formed asymmetrically with respect to the magnetic pole at the PB2 portion of the magnetic pole. In FIG. 16B,
Shown in FIG. 16 (A), shows the magnetic pole connected by the relation of sides to each of the magnetic poles of the first stator portion Sa2 and the second magnetic pole of the stator portion Sb 2. That is, the magnetic poles attached to each other are exchanged, and a second stator portion Sb2 having a magnetic pole PA2 having a predetermined number of pole teeth 3k2 line-symmetrically with respect to the magnetic pole, and a magnetic pole P
Each of the first stator portions Sa2 includes a magnetic pole PB2 having the same number of pole teeth 3k2 as A2 with respect to the pole teeth of the magnetic pole PA2 deviated by 1 / of the pole tooth pitch. As a result, the pole teeth are formed symmetrically with respect to the magnetic pole at the PB2 portion of the magnetic pole, and the pole teeth are formed asymmetrically with respect to the magnetic pole at the PA2 portion of the magnetic pole.
【0042】図17(A)には回転子を形成する各回転
子磁極の関係を示していて、同図(B)には、回転子の
磁極を拡大展開して示している。図17においては、各
回転子の磁極ピッチをτR2とすると、第1の単位回転
子RA2との第2の回転子RB2の磁極の間隔角度は、い
ずれもτR2/4に形成する。FIG. 17A shows the relationship between the rotor magnetic poles forming the rotor, and FIG. 17B shows the magnetic poles of the rotor in an expanded manner. In FIG. 17, when the magnetic pole pitch of each rotor is τR2, the angle between the magnetic poles of the second rotor RB2 and the first unit rotor RA2 is τR2 / 4.
【0043】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態1に示した(7)式、(8)式、(9)
式に対して本実施の形態を対応させて、符号τR1をτ
R2に、符号τS1をτS2に変換させた下記(13)
式、(14)式、(15)式夫々の条件において、図
6、図7、図8を参照して固定子の磁極に形成する極歯
と回転子磁極との関係が示される。 τR2=τS2・・・・・・・・・・・・・(13) 0.75τR2≦τS2<τR2 ・・・・・(14) τR2<τS2≦1.25τR2 ・・・・・(15)The configuration of the pole teeth of the stator and the rotor having the above-described structure is expressed by the equations (7), (8), and (9) shown in the first embodiment.
Corresponding the present embodiment to the equation, the code τR1 is changed to τ
The following (13) in which the code τS1 is converted to τS2 in R2
The relationship between the pole teeth formed on the magnetic poles of the stator and the rotor magnetic poles under the conditions of Expressions (14) and (15) will be described with reference to FIGS. τR2 = τS2 (13) 0.75τR2 ≦ τS2 <τR2 (14) τR2 <τS2 ≦ 1.25τR2 (15)
【0044】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態1について図6、図7、図8によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
6、図7、図8に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部3a11、3a21を夫々3b11、3b21に、
極歯非対称部3a12、3a22を夫々3b12、3b22に、
固定子の磁極のピッチθS1=360°/6をθS2=3
60°/12に、固定子の極歯のピッチτS1をτS2
に、第1の単位回転子RA11、RA12、RA13を夫々R
A21、RA22、RA23に、第2の単位回転子RB1をR
B2に、回転子の磁極のピッチτR11、τR12、τR13
を夫々、τR21、τR22、τR23に、固定子の所定の磁
極の極歯と回転子の磁極の位置が一致した状態で、隣接
する固定子の極歯と回転子の磁極との間隔角度α11、α
12、α13をα21、α22、α23に、夫々置換することによ
って、そのまま利用できる。That is, the mutual positional relationship between the pole teeth of the stator and the rotor is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 7 and FIG. 8, the pole teeth symmetrical portions 3a11 and 3a21 of predetermined magnetic poles of the stator are respectively denoted by 3b11 and 3b21.
The pole tooth asymmetric parts 3a12 and 3a22 are respectively 3b12 and 3b22,
The stator magnetic pole pitch θS1 = 360 ° / 6 is converted to θS2 = 3.
At 60 ° / 12, the pole tooth pitch τS1 of the stator is changed to τS2.
In addition, the first unit rotors RA11, RA12 and RA13 are
A21, RA22 and RA23 are connected to the second unit rotor RB1 by R
In B2, the rotor magnetic pole pitch τR11, τR12, τR13
ΤR21, τR22, τR23, respectively, in the state where the position of the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator and the position of the magnetic pole of the rotor match, the interval angle α11 between the pole teeth of the adjacent stator and the magnetic pole of the rotor, α
By replacing 12, α13 with α21, α22, α23, respectively, it can be used as it is.
【0045】本実施の形態に示す6相12極モータにお
いては、固定子の極歯と回転子の磁極とのピッチの関係
が(13)式で示される場合、回転子磁極の数を
(2)、(3)式でm=2に相当する場合となるので、
下記(16)式で示される条件を満足させると、固定子
の所定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一
致させた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の
磁極との間の間隔角度α21は、 α21=τR21 /12
になる。 Pr21=2(12n+2) もしくはPr21=2(12n+4)・・(16) となる。但し、Pr2は各回転子磁極の数、n≧1の整
数である。In the six-phase 12-pole motor shown in the present embodiment, when the pitch relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by equation (13), the number of rotor magnetic poles is set to (2 ), (3) is equivalent to m = 2.
When the condition expressed by the following expression (16) is satisfied, when the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator are matched with the magnetic poles of the rotor, the pole teeth of the magnetic pole of the adjacent stator are rotated. The spacing angle α21 between the magnetic pole of the child and the magnetic pole of the child is α21 = τR21 / 12
become. Pr21 = 2 (12n + 2) or Pr21 = 2 (12n + 4) (16) Here, Pr2 is the number of each magnetic pole of the rotor, and is an integer of n ≧ 1.
【0046】同様に、固定子の極歯と回転子の磁極との
ピッチの関係が(14)式で示される場合、回転子磁極
の数を(2)、(3)式でm=2の場合として、下記
(17)式で示される条件を満足させると、固定子の所
定の磁極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致さ
せた場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極
との間の間隔角度α22は、α22=τR22/12になる。 Pr22=2(12n+2) 又はPr22=2(12n+4)・・・(17) となる。但し、Pr22は各回転子磁極の数、n≧1整数
である。Similarly, when the pitch relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by the equation (14), the number of rotor magnetic poles is expressed by the following equations (2) and (3). In some cases, when the condition expressed by the following expression (17) is satisfied, the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the adjacent stator are matched when the pole teeth of the magnetic pole match the magnetic poles of the rotor. The spacing angle α22 between the teeth and the rotor magnetic poles is α22 = τR22 / 12. Pr22 = 2 (12n + 2) or Pr22 = 2 (12n + 4) (17) Here, Pr22 is the number of magnetic poles of each rotor, and n ≧ 1 integer.
【0047】また、固定子の極歯と回転子の磁極とのピ
ッチの関係が(15)式で示される場合、回転子磁極の
数を(2)、(3)式でm=2の場合として、下記(1
8)式で示される条件を満足させると、固定子の所定の
磁極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた
場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の極歯との
間の間隔角度α23は、α23=τR23/12になる。 Pr23=2(12n+2) 又はPr23=2(12n+4)・・・(18) となる。但し、Pr23は各回転子磁極の数、n≧1の整
数である。When the relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by equation (15), the number of rotor magnetic poles is expressed by equations (2) and (3) where m = 2. The following (1
When the condition expressed by the expression 8) is satisfied, when the pole teeth of this magnetic pole and the magnetic pole of the rotor are matched with a predetermined magnetic pole of the stator, the pole teeth of the magnetic pole of the adjacent stator and the rotor teeth of the rotor are matched. The interval angle α23 between the pole teeth is α23 = τR23 / 12. Pr23 = 2 (12n + 2) or Pr23 = 2 (12n + 4) (18) Here, Pr23 is the number of each magnetic pole of the rotor, and is an integer of n ≧ 1.
【0048】図18は、本実施の形態のモータにおい
て、上述したnを1から変化させた条件における各回転
子磁極の数Prと、このモータのステップ角との関係を
表2として示したものである。即ち、歯数Prが2(1
2n+2)の場合と2(12n+4)の場合において、
夫々nを1から順次増加した場合のステップ角を縦方向
に示している。FIG. 18 shows the relationship between the number Pr of the rotor magnetic poles and the step angle of the motor in the motor according to the present embodiment under the condition that n is changed from 1 as Table 2. It is. That is, the number of teeth Pr is 2 (1
2n + 2) and 2 (12n + 4)
The step angles when n is sequentially increased from 1 are shown in the vertical direction.
【0049】図19は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。同図において、A、
A′は巻線4b1と巻線4b7とを直列接続した回路の
引出線、以下同様にD、D′は巻線4b2と巻線4b8と
を、B、B′は巻線4b3と巻線4b9とを、E、E′は
巻線4b4と巻線4b10とを、C、C′は巻線4b5と巻
線4b11とを、F、F′は巻線4b6と巻線4b12とを
夫々直列接続した回路の引出線であって、これらの各端
子に駆動用のパルス出力回路が接続される。FIG. 19 shows a connection state of the monofilar winding in the present embodiment. In the figure, A,
A 'is a lead wire of a circuit in which the winding 4b1 and the winding 4b7 are connected in series. Similarly, D and D' are the windings 4b2 and 4b8, and B and B 'are the windings 4b3 and 4b9. E and E 'connect the windings 4b4 and 4b10 in series, C and C' connect the windings 4b5 and 4b11 in series, and F and F 'connect the windings 4b6 and 4b12 in series. A driving pulse output circuit is connected to each of these terminals.
【0050】上述した構成のモータの駆動は、実施の形
態1で図11によって示したフローと同一のフローによ
って実行される。従って、その動作は、実施の形態1の
説明において、図12に示した展開図により説明した6
極構造のものを12極構造のものに置換するために、固
定子の磁極を6極分追加し、回転子の磁極の位置を固定
子の磁極の位置に対応させることで、図11に示したフ
ローに従って、各引出線に順次パルス電流を供給するご
とにステップ角であるτR2/12rずつ歩進し回転を
継続する。Driving of the motor having the above-described configuration is executed by the same flow as that shown in FIG. 11 in the first embodiment. Therefore, the operation is the same as that described with reference to the developed view shown in FIG.
In order to replace the pole structure with a 12-pole structure, the stator magnetic poles are added for 6 poles, and the positions of the rotor magnetic poles correspond to the positions of the stator magnetic poles, as shown in FIG. Each time a pulse current is sequentially supplied to each lead line according to the flow described above, the rotation is continued by stepping by τR2 / 12r, which is a step angle.
【0051】実施の形態3:次に、本発明を10相10
極モータ(インナーロータ形PMステッピングモータ)
に適用した実施の形態を図20乃至図27によって説明
する。実施の形態1、実施の形態2で6相6極モータ又
は6相12極モータについて説明した内容を10相10
極モータに転換して容易に理解できる事項については、
その図示説明は省略する。また、実施の形態1で示した
要素機能と相当する要素機能は同一符号を付すか符号の
サフィックス等を変えて示し、詳細説明は省略する。動
作については、例えば、各巻線に対する駆動電流の印加
による働き等は磁極を展開した図6、図7、図8等を参
照し、磁極や磁歯のピッチ等に対応させてステップ角の
違いを理解することができるので、詳細な説明は省略す
る。Embodiment 3 Next, the present invention is applied to 10 phases 10
Pole motor (Inner rotor type PM stepping motor)
20 to 27 will be described with reference to FIGS. The contents described in the first and second embodiments for the 6-phase 6-pole motor or the 6-phase 12-pole motor
For items that can be easily understood by converting to a pole motor,
The illustration is omitted. In addition, element functions corresponding to the element functions shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals or different reference numerals with different suffixes and the like, and detailed description will be omitted. Regarding the operation, for example, the operation by applying a drive current to each winding is described with reference to FIGS. 6, 7, and 8 in which the magnetic poles are developed. Since it can be understood, a detailed description is omitted.
【0052】図20は10相10極モータの縦断正面
図、図21は図20のX−X′断面を示している。図2
0、図21において、S3は、実施の形態1、2と同
様、詳細を後述するように磁極の回転子軸方向の1/
2、又はほぼ1/2の幅単位で、交互に、極歯を極歯形
成ピッチの1/4偏位させて夫々形成した第1の固定子
部Sa3及び第2の固定子部SB3よって構成された固定
子である。固定子S3を形成する第1の固定子部Sa3及
び第2の固定子部SB3は夫々、固定子鉄心2の内方向
に10個の磁極3c1乃至3c10が等しい角度間隔で求
心状に形成されていて、円周方向に隣接する各磁極を極
歯の形成位置が交互に反転するように構成している。即
ち、実施の形態1、2と同様、各磁極の先端部には所定
の数の極歯3k3が等しいピッチで形成されていて、第
1の固定子部Sa3、及び第2の固定子部Sb3には、夫
々、磁極3c1、3c3、3c5、3c7、3c9に、極歯
を磁極に対して線対称に設けた半分と非対称に設けた半
分を軸方向に形成し、磁極3c2、3c4、3c6、3c
8、3c10には、上記の磁極とは反対並びに磁極に対し
て線対称に設けた半分と非対称に設けた半分を設けてい
る。上記各磁極には、巻線4c1乃至4c10が巻き回さ
れている。FIG. 20 is a longitudinal sectional front view of a 10-phase 10-pole motor, and FIG. 21 is a sectional view taken along line XX 'of FIG. FIG.
0, in FIG. 21, S3 is, like the first and second embodiments, 1/1 of the magnetic pole in the rotor axial direction, as described in detail later.
It is composed of a first stator portion Sa3 and a second stator portion SB3 formed by alternately displacing the pole teeth by 4 of the pole tooth formation pitch in units of 2 or approximately 2 of the width. Stator. Each of the first stator portion Sa3 and the second stator portion SB3 forming the stator S3 has ten magnetic poles 3c1 to 3c10 formed centripetally at equal angular intervals inward of the stator core 2. Thus, the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction are configured such that the positions where the pole teeth are formed are alternately reversed. That is, similarly to the first and second embodiments, a predetermined number of pole teeth 3k3 are formed at an equal pitch at the tip of each magnetic pole, and the first stator portion Sa3 and the second stator portion Sb3 are formed. In the magnetic poles 3c1, 3c3, 3c5, 3c7, 3c9, a half provided with pole teeth symmetrically with respect to the magnetic pole and a half provided asymmetrically with respect to the magnetic pole are formed in the axial direction. 3c
8, 3c10 are provided with a half opposite to the above magnetic pole and a half provided symmetrically with respect to the magnetic pole and a half provided asymmetrically with respect to the magnetic pole. Windings 4c1 to 4c10 are wound around each of the magnetic poles.
【0053】回転子軸8には、第1の固定子部Sa3の
内面に対向させた位置に所定間隙をあけて第1の単位回
転子RA3が結合されており、第2の固定子部Sa3の内
面に対向させた位置に所定間隙をあけて第2の単位回転
子RB3が結合されている。上述した第1の単位回転子
RA3と第2の単位回転子RB3との間には所定幅の環状
に形成した非磁性体11を介在させている。第1の単位
回転子RA3及び第2の単位回転子RB3は同一構造であ
って、実施の形態1、2と同様、N、S交互に外周に着
磁された円筒状の永久磁石を形成している。第1の単位
回転子RA3と第2の単位回転子RB3とは、磁極ピッチ
の1/4偏位して結合されている。A first unit rotor RA3 is coupled to the rotor shaft 8 at a position facing the inner surface of the first stator portion Sa3 with a predetermined gap, and a second stator portion Sa3 is provided. The second unit rotor RB3 is coupled with a predetermined gap at a position facing the inner surface of the second unit rotor RB3. An annular non-magnetic member 11 having a predetermined width is interposed between the first unit rotor RA3 and the second unit rotor RB3. The first unit rotor RA3 and the second unit rotor RB3 have the same structure, and form cylindrical permanent magnets which are magnetized on the outer periphery alternately N and S similarly to the first and second embodiments. ing. The first unit rotor RA3 and the second unit rotor RB3 are coupled to each other with a 1 / deflection of the magnetic pole pitch.
【0054】図22によって、本実施の形態の10相1
0極モータに適用する固定子の作成方法の例を説明す
る。固定子は環状の固定子鉄心2の内部に、先端部に所
定数の極歯3k3を等ピッチτS3で磁極の中心線に対し
て線対称に形成した同一形状の磁極PA3と、先端部に
磁極PA3と同一形状、同一個数の極歯3k3を等ピッチ
τS3で、極歯ピッチの1/4即ち、τS3/4偏位させ
て形成した同一形状の磁極PB3とを交互に各5個、総
計で10個求心状に形成した磁性材板(以下固定子鉄板
と称す)SP3を所定枚数極歯が重なるように積層して
固定子S3の片側半分を構成する。従って、上述した相
互に隣接する磁極PA3と磁極PB3との間隔角度θS3
は360°/10 即ち36°に形成されている。次
に、上記の構成体に対して磁極のピッチ、即ち36°回
転し偏位させて、上述と同一形状に形成した固定子鉄板
SP3を上記と同枚数、又はほぼ同枚数、極歯が重なる
ように積層して固定子S3の残り片側半分を構成する。
即ち、第1の固定子部Sa3及び第2の固定子部Sb3の
鉄心が形成される。上述した第1の固定子Sa2及び第
2の固定子Sb2は、実施の形態1または2同様、ま
た、後述するように、夫々を、非磁性体11を挟んで形
成した2個の単位回転子に対向させるように形成するの
で、各単位回転子が夫々確実に固定子の片半分である第
1の固定子部Sa2及び第2の固定子部Sb2夫々に対向
するように構成できるなら、半分ずつを同一枚数にする
必要はない。夫々の固定子鉄板はプレスによる打ち抜き
加工によって作成すれば良い。FIG. 22 shows that the ten phases 1
An example of a method for creating a stator applied to a zero-pole motor will be described. The stator includes a magnetic pole PA3 of the same shape in which a predetermined number of pole teeth 3k3 are formed at the tip portion at an equal pitch τS3 and symmetrically with respect to the center line of the magnetic pole, and a magnetic pole at the tip portion. The poles 3k3 of the same shape and the same number as PA3 are arranged at an equal pitch τS3 and 1 / of the pole tooth pitch, that is, 5 poles of the same shape formed by deviating τS3 / 4 are alternately formed in a total of five each. A magnetic material plate (hereinafter, referred to as a stator iron plate) SP3 formed in a centripetal shape is laminated so that a predetermined number of pole teeth overlap each other to form one half of the stator S3. Therefore, the interval angle θS3 between the magnetic pole PA3 and the magnetic pole PB3 which are adjacent to each other as described above.
Is formed at 360 ° / 10, that is, at 36 °. Next, the pitch of the magnetic poles with respect to the above-described structure, that is, 36 ° rotation and deflection, the same number of stator iron plates SP3 formed in the same shape as above, or almost the same number, and the pole teeth overlap. To form the other half of the stator S3.
That is, iron cores of the first stator portion Sa3 and the second stator portion Sb3 are formed. The first stator Sa2 and the second stator Sb2 described above are the same as in the first or second embodiment, and, as will be described later, are each formed of two unit rotors sandwiching the nonmagnetic material 11. If each unit rotor can be configured to face each of the first stator portion Sa2 and the second stator portion Sb2, which are one-half of the stator, each unit rotor can be formed in half. It is not necessary to make each the same number. Each stator iron plate may be prepared by punching with a press.
【0055】上述の方法によって形成された本実施の形
態の固定子鉄心の磁極部S3の構造は、図23のように
構成されている。即ち、図23(A)に示す第1の固定
子部Sa3と第2の固定子部Sb3夫々の同一所定箇所の
磁極は、所定数の極歯3k3を磁極に対して線対称に設
けた半分PA3と極歯3k3を極歯ピッチの1/4偏位さ
せ磁極に対して非対称に設けた半分PB3とが表裏の関
係で連接されて各磁極部を構成している。一方、同図
(B)に示す上記とは円周方向に隣接する各磁極部は、
磁極に対して線対称に極歯3k3を設けた半分PA3と、
磁極を極歯ピッチの1/4偏位させて非対称に設けた半
分PB3を同図(A)に示した磁極とが反転され、裏表
の関係で連接されて構成されている。The structure of the magnetic pole portion S3 of the stator core of the present embodiment formed by the above-described method is configured as shown in FIG. That is, the first and second stator portions Sa3 and Sb3 shown in FIG. 23 (A) have the same number of magnetic poles at the same predetermined location, and have a half number of pole teeth 3k3 provided symmetrically with respect to the magnetic poles. PA3 and a half PB3, which is formed by displacing the pole tooth 3k3 by 1/4 of the pole tooth pitch and asymmetrically provided with respect to the magnetic pole, are connected in a front-to-back relationship to form each magnetic pole portion. On the other hand, each magnetic pole part circumferentially adjacent to the above shown in FIG.
A half PA3 having pole teeth 3k3 in line symmetry with respect to the magnetic pole;
A half PB3, which is provided asymmetrically with the magnetic pole deviated by 1/4 of the pole tooth pitch, is inverted from the magnetic pole shown in FIG.
【0056】図24(A)は回転子を形成する各回転子
磁極の関係を示していて、同図(B)には、回転子の磁
極を拡大展開して示している。図24においては、第1
の単位回転子RA3と第2の単位回転子RB3はともに
N、S交互に外周に着磁された円筒状の永久磁石を形成
している。また、各回転子の磁極ピッチをτR3とする
と、第1の単位回転子RA3と第2の単位回転子RB3と
の間隔角度は、いずれもτR3/4に形成する。FIG. 24A shows the relationship between the rotor magnetic poles forming the rotor, and FIG. 24B shows the magnetic poles of the rotor in an expanded manner. In FIG. 24, the first
The unit rotor RA3 and the second unit rotor RB3 form a cylindrical permanent magnet alternately N and S magnetized on the outer periphery. Assuming that the magnetic pole pitch of each rotor is τR3, the interval angle between the first unit rotor RA3 and the second unit rotor RB3 is τR3 / 4.
【0057】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態1に示した(7)式、(8)式、(9)
式に対して本実施の形態を対応させて、符号τR1をτ
R3に、符号τS1をτS3に変換させた下記(19)
式、(20)式、(21)式夫々の条件において、図
6、図7、図8を参照して固定子の磁極に形成する極歯
と回転子磁極に形成する極歯との関係が示される。 τR3=τS3・・・・・・・・・・・・・・・・(19) 0.75τR3≦τS3<τR3 ・・・・・・・(20) τR3<τS3≦1.25τR3 ・・・・・・・(21)The configuration of each pole tooth of the stator and the rotor having the above structure is expressed by the equations (7), (8) and (9) shown in the first embodiment.
Corresponding the present embodiment to the equation, the code τR1 is changed to τ
The following (19) in which the code τS1 is converted to τS3 in R3
Under the conditions of Expressions (20) and (21), the relationship between the pole teeth formed on the magnetic poles of the stator and the pole teeth formed on the rotor magnetic poles will be described with reference to FIGS. Is shown. τR3 = τS3 (19) 0.75τR3 ≦ τS3 <τR3 (20) τR3 <τS3 ≦ 1.25τR3 (20) ... (21)
【0058】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態1について図6、図7、図8によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
6、図7、図8に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部3a11、3a21を夫々3c11、3c21
に、極歯非対称部3a12、3a22を夫々3c12、3c22
に、固定子の磁極のピッチθS1=360°/6をθS3
=360°/10に、固定子の極歯のピッチτS1をτ
S3に、第1の単位回転子RA11、RA12、RA13を夫
々RA31、RA32、RA33に、第2の単位回転子RB1
をRB3に、回転子の磁極のピッチτR11、τR12、τ
R13を夫々、τR31、τR32、τR33に、固定子の所定
の磁極の極歯と回転子の磁極の位置が一致した状態で、
隣接する固定子の極歯と回転子の磁極との間隔角度α1
1、α12、α13をα31、α32、α33に、夫々置換するこ
とによって、そのまま利用できる。That is, the mutual positional relationship between the pole teeth of the stator and the rotor is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 7 and 8 denote the pole tooth symmetry portions 3a11 and 3a21 of the predetermined magnetic poles of the stator 3c11 and 3c21, respectively.
The pole tooth asymmetric portions 3a12 and 3a22 are respectively 3c12 and 3c22.
The pitch of the magnetic poles of the stator θS1 = 360 ° / 6 is converted to θS3.
= 360 ° / 10, the pitch τS1 of the pole teeth of the stator is τ
At S3, the first unit rotors RA11, RA12, and RA13 are respectively attached to RA31, RA32, and RA33, and the second unit rotor RB1 is attached.
To RB3, the rotor pole pitch τR11, τR12, τ
R13 is set to τR31, τR32, τR33, respectively, with the position of the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator and the position of the magnetic pole of the rotor being matched,
Spacing angle α1 between pole teeth of adjacent stator and magnetic poles of rotor
By replacing 1, α12 and α13 with α31, α32 and α33, respectively, they can be used as they are.
【0059】本実施の形態に示す10相10極モータに
おいては、固定子の極歯と回転子の磁極とのピッチの関
係が(19)式で示される場合、回転子磁極の数を
(4′)、(5′)式で示したように、下記(22)式
で示される条件を満足させると固定子の所定の磁極で、
この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた場合に隣
接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間の間隔
角度α31は、α31=τR31/20になる。 Pr31=2(10n+2) 又はPr31=2(10n+3)・・・(22) 但し、Pr31は、各回転子磁極の極歯の数、n≧1の整
数である。In the 10-phase 10-pole motor shown in the present embodiment, when the pitch relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by equation (19), the number of rotor magnetic poles is set to (4 ′) And (5 ′), when the condition expressed by the following expression (22) is satisfied, the predetermined magnetic pole of the stator
When the pole teeth of this magnetic pole are matched with the magnetic poles of the rotor, the interval angle α31 between the pole teeth of the magnetic pole of the adjacent stator and the magnetic pole of the rotor is α31 = τR31 / 20. Pr31 = 2 (10n + 2) or Pr31 = 2 (10n + 3) (22) where Pr31 is the number of pole teeth of each rotor magnetic pole and n ≧ 1.
【0060】また、固定子の極歯と回転子の磁極とのピ
ッチの関係が(20)式で示される場合、回転子磁極の
数を(4′)、(5′)式で示したように、下記(2
3)式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁
極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた場
合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間
の間隔角度α32は、α32=τR32/20になる。 Pr32=2(10n+2) 又はPr32=2(10n+3)・・・(23) 但し、Pr32は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。When the relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by the equation (20), the number of rotor magnetic poles is expressed by the equations (4 ') and (5'). The following (2)
When the condition expressed by the expression 3) is satisfied, the pole teeth of the adjacent stator and the magnetic poles of the rotor when the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator and the magnetic pole of the rotor are matched. Α32 = τR32 / 20. Pr32 = 2 (10n + 2) or Pr32 = 2 (10n + 3) (23) where Pr32 is the number of each rotor magnetic pole, and n is an integer of 1 or more.
【0061】また、固定子の極歯と回転子の磁極とのピ
ッチの関係が(21)式で示される場合、回転子磁極の
数を(4′)、(5′)式で示したように、下記(2
4)式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁
極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた場
合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間
の間隔角度α33は、α33=τR33/20になる。 Pr33=2(10n+2 ) 又はPr33=2(10n+3)・・・(24) 但し、Pr33は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。When the relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by the equation (21), the number of rotor magnetic poles is expressed by the equations (4 ') and (5'). The following (2)
When the condition expressed by the expression 4) is satisfied, the predetermined teeth of the stator are matched with the pole teeth of this pole and the poles of the rotor. Α33 = τR33 / 20. Pr33 = 2 (10n + 2) or Pr33 = 2 (10n + 3) (24) where Pr33 is the number of each rotor magnetic pole and n ≧ 1.
【0062】図25に、本実施の形態のモータにおい
て、上述したnを1から変化させた条件における各回転
子磁極数Prと、このモータのステップ角との関係例を
表3として示したものである。即ち、磁極数Prが2
(10n+2)の場合と2(10n+3)の場合におい
て、夫々nを1から順次増加した場合のステップ角を縦
方向に示している。FIG. 25 shows an example of the relation between the number of rotor magnetic poles Pr and the step angle of the motor in the motor according to the present embodiment under the condition that n is changed from 1 as shown in Table 3. It is. That is, the number of magnetic poles Pr is 2
In the case of (10n + 2) and the case of 2 (10n + 3), the step angles when n is sequentially increased from 1 are shown in the vertical direction.
【0063】図26は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。図26において、
A、A′は巻線4c1の引出線、F、F′は巻線4c2の
引出線、B、B′は巻線4c3の引出線、G、G′は巻
線4c4の引出線、C、C′は巻線4c5の引出線、H、
H′は巻線4c6の引出線、D、D′は巻線4c7の引出
線、I、I′は巻線4c8の引出線、E、E′は巻線4
c9の引出線、J、J′は巻線4c10の引出線であっ
て、これらの各端子に駆動用の励磁電流出力回路が接続
される。FIG. 26 shows a connection state of the monofilar winding in the present embodiment. In FIG. 26,
A and A 'are the leads of the winding 4c1, F and F' are the leads of the winding 4c2, B and B 'are the leads of the winding 4c3, G and G' are the leads of the winding 4c4, and C and C 'is the lead wire of the winding 4c5, H,
H 'is the lead wire of the winding 4c6, D and D' are the lead wires of the winding 4c7, I and I 'are the lead wires of the winding 4c8, and E and E' are the winding wires of the winding 4c8.
Leading lines c9, J and J 'are leading lines of the winding 4c10, and an exciting current output circuit for driving is connected to each of these terminals.
【0064】上述した構成のモータの駆動は実施の形態
1、実施の形態2において、図11によって示したフロ
ーと同様、図27に示すフローによって実行される。図
27において、横軸には動作ステップの流れ(シーケン
ス)をステップ1からステップ22まで示し、ステップ
23以降の図示を省略している。縦方向には前述した各
引出線を示し、各引出線を示す横軸には各ステップに対
応させてパルス電流を供給するタイミングを四辺形で示
している。各引出線を示す横線の上側に示す四辺形は、
例えば引出線Aから引出線A′へ電流を流し、各引出線
を示す横線の下側に示す四辺形は、引出線A′から引出
線Aへ電流を流すことを示している。従って、図27に
示すように各引出線に順次パルス電流を流すことによっ
て、このモータは前述したステップ角ずつ歩進し回転す
る。即ち、その動作は実施の形態1の説明で図12に示
した6相6極の展開図を、10相10極の構造とするた
めに固定子の磁極を10極に変換し、回転子の磁極の位
置を固定子の磁極の位置に対応させることで同様に示さ
れるので、図27に示したフローに従って、各引出線に
順次パルス電流を供給するごとにステップ角であるτR
3/20ずつ回転を継続し、20パルスで極歯1ピッチ
分回転する。Driving of the motor having the above-described configuration is executed by the flow shown in FIG. 27 similarly to the flow shown by FIG. 11 in the first and second embodiments. In FIG. 27, the horizontal axis indicates the flow (sequence) of operation steps from step 1 to step 22, and illustration of step 23 and subsequent steps is omitted. The above-mentioned respective lead lines are shown in the vertical direction, and the timing of supplying the pulse current corresponding to each step is shown by a quadrilateral on the horizontal axis showing the respective lead lines. The quadrilateral above the horizontal line indicating each leader is
For example, a current flows from the lead A to the lead A ', and a quadrilateral below the horizontal line indicating each lead indicates that a current flows from the lead A' to the lead A. Therefore, as shown in FIG. 27, by sequentially supplying a pulse current to each lead line, this motor advances by the aforementioned step angle and rotates. That is, the operation is as follows. In order to obtain a structure of 10 phases and 10 poles, the magnetic poles of the stator are converted into 10 poles, and the development of the 6 phases and 6 poles shown in FIG. Since the position of the magnetic pole is similarly shown by associating the position of the magnetic pole with the position of the magnetic pole of the stator, according to the flow shown in FIG.
The rotation is continued by 3/20, and is rotated by one pulse for one pitch of the pole teeth.
【0065】実施の形態4:次に、本発明を10相20
極モータ(インナーロータ形PM形ステッピングモー
タ)に適用した実施の形態を図28乃至図34によって
説明する。実施の形態1乃至実施の形態3で6相6極モ
ータ、6相12極モータ、10相10極モータについて
説明した内容を10相20極モータに転換し容易に理解
できる事項は、その図示説明は省略する。動作について
は、例えば各巻線に対する駆動電流の印加による働き等
は磁極を展開した図6、図7、図8等を参照し、磁極や
磁歯のピッチ等に対応させてステップ角の違いを理解す
れば良い。また、各図については、実施の形態1の構成
要素と相当の構成要素は同一の符号を使用するかサフィ
ックス等を変えて示し、説明は省略する。Embodiment 4: Next, the present invention is applied to a 10-phase 20
An embodiment applied to a pole motor (inner rotor type PM stepping motor) will be described with reference to FIGS. The contents described in the first to third embodiments for the 6-phase 6-pole motor, the 6-phase 12-pole motor, and the 10-phase 10-pole motor are changed to the 10-phase 20-pole motor, and matters which can be easily understood are illustrated and described. Is omitted. Regarding the operation, for example, the operation by applying a drive current to each winding, see FIG. 6, FIG. 7, FIG. Just do it. In addition, in each drawing, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals or different suffixes or the like, and description thereof is omitted.
【0066】図28は10相20極モータの縦断正面
図、図29は図28のX−X′断面を示している。図2
8、図29において、S4は固定子であって、固定子鉄
心2の内方向に20個の磁極3d1乃至3d20が等しい
角度間隔で求心状に形成されていて、各磁極は交互に極
歯の形成形状を交差させている。即ち、各磁極の先端部
には、このモータの構造特性に対応した所定数の極歯3
k4が等しいピッチで形成されていて、実施の形態1乃
至3同様、第1の固定子部Sa4、及び第2の固定子部
Sb4には、夫々、磁極3d1、3d3、3d5、3d7、
3d9、3d11、3d13、3d15、3d17、3d19夫々
には、極歯を磁極に対して線対称に設けた半分と非対称
に設けた半分を、軸方向同一側に形成し、磁極3d2、
3d4、3d6、3d8、3d10、3d12、3d14、3d1
6、3d18、3d20には、上記の磁極とは軸の反対方向
側に磁極に対して線対称に設けた半分と非対称に設けた
半分とを、円周方向に隣接する各磁極部を相互に反転さ
せて設けて連接構成している。なお、上記各磁極には、
巻線4d1乃至4d20が夫々巻き回されている。FIG. 28 is a vertical sectional front view of a 10-phase 20-pole motor, and FIG. 29 is a sectional view taken along line XX 'of FIG. FIG.
8, in FIG. 29, S4 is a stator, and 20 magnetic poles 3d1 to 3d20 are formed centripetally at equal angular intervals in the stator core 2 inward, and each magnetic pole is alternately formed with a pole tooth. The formed shapes intersect. That is, a predetermined number of pole teeth 3 corresponding to the structural characteristics of the motor are provided at the tip of each magnetic pole.
k4 are formed at the same pitch, and the first stator portion Sa4 and the second stator portion Sb4 have magnetic poles 3d1, 3d3, 3d5, 3d7, respectively, as in the first to third embodiments.
In each of 3d9, 3d11, 3d13, 3d15, 3d17, and 3d19, the half provided with the pole teeth symmetrically with respect to the magnetic pole and the half provided asymmetrically with respect to the magnetic pole are formed on the same side in the axial direction.
3d4, 3d6, 3d8, 3d10, 3d12, 3d14, 3d1
6, 3d18 and 3d20 each include a half provided symmetrically with respect to the magnetic pole and a half provided asymmetrically with respect to the magnetic pole on the side opposite to the axis with respect to the magnetic pole, and each magnetic pole portion adjacent in the circumferential direction is mutually connected. The connection structure is provided by being inverted. The above magnetic poles include:
The windings 4d1 to 4d20 are respectively wound.
【0067】回転子軸8には、第1の固定子部Sa4の
内面との間に所定間隙をあけて第1の単位回転子RA4
が結合されており、第2の固定子部Sb4の内面との間
に所定間隙をあけて第2の単位回転子RB4が結合され
ている。上述した第1の単位回転子RA4と第2の単位
回転子RB4との間には所定幅の環状形状に形成した非
磁性体11を介在させている。第1の単位回転子RA4
及び第2の単位回転子RB4は同一構造であって、実施
の形態1乃至3同様、ともにN、S交互に外周に着磁さ
れた円筒状の永久磁石に形成している。第1の単位回転
子RA4と第2の単位回転子RB4とは、磁極ピッチの1
/4偏位して結合されている。The first unit rotor RA4 has a predetermined gap between the rotor shaft 8 and the inner surface of the first stator portion Sa4.
And a second unit rotor RB4 is coupled with a predetermined gap between the second unit rotor RB4 and the inner surface of the second stator portion Sb4. A non-magnetic member 11 formed in an annular shape having a predetermined width is interposed between the first unit rotor RA4 and the second unit rotor RB4. First unit rotor RA4
The second unit rotor RB4 has the same structure, and is formed of a cylindrical permanent magnet which is magnetized on the outer periphery of N and S alternately, similarly to the first to third embodiments. The first unit rotor RA4 and the second unit rotor RB4 have a magnetic pole pitch of 1
/ 4 is combined.
【0068】図30によって、10相20極モータに適
用する固定子の作成方法の例を説明する。固定子は環状
の固定子鉄心2の内部に、先端部に所定数の極歯3k4
を等ピッチτS4で磁極の中心線に対して線対称に形成
した同一形状の磁極PA4と、先端部に磁極PA4と同一
形状、同一個数の極歯3k4を等ピッチτS4で磁極ピッ
チの1/4、即ち、τS4/4偏位させて形成した同一
形状の磁極PB4とを交互に各10個、総計で20個求
心状に形成した磁性材板(以下固定子鉄板と称す)SP
4を所定枚数極歯が重なるように積層して固定子S4の片
側半分を構成する。従って、上述した相互に隣接する磁
極PAA4と磁極PB4との角度間隔θS4は360°/
20 即ち18°に形成されている。次に、上記の構成
体に対して磁極のピッチ、即ち18度回転偏位させて、
上述と同一形状に形成した固定子鉄板SP4を上記と同
枚数、又はほぼ同一枚数極歯が重なるように積層して固
定子S4の残り片側半分を構成する。即ち、第1の固定
子部Sa4及び第2の固定子部Sb4の鉄心が形成され
る。上述した第1の固定子部Sa4及び第2の固定子部
Sb4は、夫々を、非磁性体11を挟んで形成した2個
の単位回転子に対向させるように形成するので、各単位
回転子が夫々確実に第1の固定子部Sa4及び第2の固
定子部Sb4に対向するように構成できるなら、半分ず
つを同一枚数にする必要はない。夫々の固定子鉄板はプ
レスによる打ち抜き加工によって作成すれば良い。Referring to FIG. 30, an example of a method for producing a stator applied to a 10-phase 20-pole motor will be described. The stator has a predetermined number of pole teeth 3k4 inside the annular stator core 2 at the tip.
And a pole PA3 of the same shape formed at a constant pitch τS4 line-symmetrically with respect to the center line of the magnetic pole, and the same number of pole teeth 3k4 as the tip of the magnetic pole PA4 at an equal pitch τS4 of の of the magnetic pole pitch. That is, a magnetic material plate (hereinafter, referred to as a stator iron plate) SP formed by centrifugally forming ten magnetic poles PB4 of the same shape alternately formed by τS4 / 4 deflection, each having a total of 20 magnetic poles PB4.
4 are stacked so that a predetermined number of pole teeth overlap each other to form one half of the stator S4. Therefore, the angular interval θS4 between the magnetic pole PAA4 and the magnetic pole PB4 adjacent to each other is 360 ° /
20 or 18 °. Next, the pitch of the magnetic poles with respect to the above-mentioned structure, that is, 18 degrees of rotational deviation,
The remaining half of the stator S4 is formed by laminating the stator iron plates SP4 formed in the same shape as described above so that the same or almost the same number of pole teeth overlap. That is, iron cores of the first stator portion Sa4 and the second stator portion Sb4 are formed. The first stator portion Sa4 and the second stator portion Sb4 are formed so as to face two unit rotors formed with the non-magnetic member 11 interposed therebetween. Need not be equal to each other if they can be configured to reliably face the first stator portion Sa4 and the second stator portion Sb4, respectively. Each stator iron plate may be prepared by punching with a press.
【0069】固定子鉄心の磁極部S4の構造は実施の形
態1乃至実施の形態3で示した図5、図17、図21同
様、図31に示すように構成されている。即ち、図31
(A)に示す第1の固定子部Sa4と第2の固定子部S
b4夫々の同一所定箇所の磁極は、所定数の極歯3k4を
磁極に対して線対称に設けた半分PA4と極歯3k4を極
歯のピッチ1/4偏位させて磁極に対して非対称に設け
た半分PB4とを表裏の関係で連接して磁極部を構成し
ている。一方、図31(B)に示す上記とは円周方向に
隣接する各磁極部は、磁極に対して線対称に極歯3k4
を設けた半分PA4と、磁極を極歯ピッチの1/4偏位
させて非対称に設けた半分PB4とを図31(A)に示
した磁極とは反転した位置に配置し、裏表の関係で連接
して各磁極部を構成している。The structure of the magnetic pole portion S4 of the stator core is configured as shown in FIG. 31, similarly to FIGS. 5, 17, and 21 shown in the first to third embodiments. That is, FIG.
The first stator portion Sa4 and the second stator portion S shown in FIG.
b4 Each of the magnetic poles at the same predetermined position is asymmetrical with respect to the magnetic poles by displacing the half PA4 having the predetermined number of pole teeth 3k4 in line symmetry with respect to the magnetic poles and the pole tooth 3k4 by 1/4 pitch of the pole teeth. The magnetic pole portion is formed by connecting the provided half PB4 in a front-to-back relationship. On the other hand, each magnetic pole portion circumferentially adjacent to the above shown in FIG.
A half PA4 provided with a magnetic pole and a half PB4 provided asymmetrically with the magnetic pole deviated by 1 / of the pole tooth pitch are arranged at positions that are opposite to the magnetic poles shown in FIG. Each magnetic pole part is constituted by being connected.
【0070】図32(A)は回転子を形成する各回転子
磁極の関係を示していて、同図(B)には、回転子の磁
極を拡大展開して示している。図32において、第1の
単位回転子RA4と第2の単位回転子RB4はともにN、
S交互に外周に着磁されている。また、各回転子の磁極
のピッチをτR4とすると、第1の回転子磁極と、第2
の単位回転子RB4との間隔角度は、いずれもτR4/4
に形成する。FIG. 32 (A) shows the relationship between the rotor magnetic poles forming the rotor, and FIG. 32 (B) shows the magnetic poles of the rotor in an enlarged manner. In FIG. 32, the first unit rotor RA4 and the second unit rotor RB4 are both N,
S is alternately magnetized on the outer periphery. If the pitch of the magnetic poles of each rotor is τR4, the first rotor magnetic pole and the second
Of the unit rotor RB4 is τR4 / 4
Formed.
【0071】上記構造の固定子と回転子との各極歯構成
は、実施の形態1に示した、(7)式、(8)式、
(9)式に対して本実施の形態を対応させて、符号τR
1をτR4に、符号τS1をτS4に変換させた下記(2
5)式、(26)式、(27)式夫々の条件において、
図6、図7、図8を参照して固定子の磁極に形成する極
歯と回転子磁極との関係が示される。 τR4=τS4・・・・・・・・・・・・・・・(25) 0.75τR4≦τS4<τR4 ・・・・・・・(26) τR4<τS4≦1.25τR4 ・・・・・・・(27)The pole teeth of the stator and the rotor having the above-described structure are expressed by the equations (7), (8) and (8) shown in the first embodiment.
Corresponding the present embodiment to equation (9), the code τR
1 is converted to τR4, and the code τS1 is converted to τS4.
Under each condition of the expressions 5), (26), and (27),
The relationship between the pole teeth formed on the magnetic poles of the stator and the rotor magnetic poles is shown with reference to FIGS. τR4 = τS4 (25) 0.75τR4 ≦ τS4 <τR4 (26) τR4 <τS4 ≦ 1.25τR4 (26)・ ・ (27)
【0072】即ち、固定子と回転子との各極歯の相互位
置関係は、実施の形態1について図6、図7、図8によ
って説明した状況と同一なので図示は省略するが、図
6、図7、図8に示した各符号を、固定子の所定の磁極
の極歯対称部3a11、3a21を夫々3d11、3d21に、
極歯非対称部3a12、3a22を夫々3d12、3d22に、
固定子の磁極のピッチθS1=360°/6をθS4=3
60°/20に、固定子の極歯のピッチτS1をτS4
に、第1の単位回転子RA11、RA12、RA13を夫々R
A41、RA42、RA43に、第2の単位回転子RB1をR
B4に、回転子の磁極のピッチτR11、τR12、τR1
3、を夫々、τR41、τR42、τR43に、固定子の所定
の磁極の極歯と回転子の磁極の位置が一致した状態で、
隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間隔角
度α11、α12、α13をα41、α42、α43に、夫々置換す
ることによって、そのまま利用できる。That is, since the mutual positional relationship between the pole teeth of the stator and the rotor is the same as that described in the first embodiment with reference to FIGS. 6, 7 and 8, it is not shown in FIGS. 7 and 8, the pole teeth symmetrical portions 3a11 and 3a21 of predetermined magnetic poles of the stator are denoted by 3d11 and 3d21, respectively.
The pole tooth asymmetric parts 3a12 and 3a22 are respectively 3d12 and 3d22,
The stator magnetic pole pitch θS1 = 360 ° / 6 is converted to θS4 = 3.
To 60 ° / 20, the pole tooth pitch τS1 of the stator is set to τS4.
In addition, the first unit rotors RA11, RA12 and RA13 are
A41, RA42 and RA43 are connected to the second unit rotor RB1 by R
In B4, the rotor magnetic pole pitches τR11, τR12, τR1
3, with τR41, τR42, and τR43, respectively, with the position of the pole teeth of the predetermined magnetic pole of the stator and the position of the magnetic pole of the rotor matched,
By replacing the spacing angles α11, α12, α13 between the pole teeth of the magnetic poles of the adjacent stator and the magnetic poles of the rotor with α41, α42, α43, respectively, it can be used as it is.
【0073】本実施の形態に示す10相20極モータに
おいては、固定子の極歯と回転子の磁極とのピッチの関
係が(25)式で示される場合、回転子磁極の極歯の数
を(4″)、(5″)式で示したように、下記(28)
式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁極
で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた場合
に、隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間
の間隔角度α41は、α41=τR41/20になる。 Pr41=2(20n+4) 又はPr41=2(20n+6)・・・(28) 但し、Pr41は各回転子磁極の数、n≧1の整数であ
る。In the 10-phase, 20-pole motor shown in the present embodiment, if the relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by equation (25), the number of pole teeth of the rotor magnetic poles As shown by the expressions (4 ″) and (5 ″), the following (28)
When the condition shown by the formula is satisfied, at a predetermined magnetic pole of the stator, when the pole teeth of this magnetic pole match the magnetic poles of the rotor, the pole teeth of the magnetic poles of the adjacent stator and the magnetic poles of the rotor are Α41 = τR41 / 20. Pr41 = 2 (20n + 4) or Pr41 = 2 (20n + 6) (28) where Pr41 is the number of magnetic poles of each rotor and n ≧ 1.
【0074】また、固定子の極歯と回転子の極歯とのピ
ッチの関係が(26)式で示される場合、回転子磁極の
極歯の数を(4″)、(5″)式で示したように、下記
(29)式で示される条件を満足させると固定子の所定
の磁極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させ
た場合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極と
の間の間隔角度α42は、α42=τR42/20になる。 Pr42=2(20n+4) 又はPr42=2(20n+6)・・・(29) となる。但し、Pr42は各回転子磁極の数、n≧1の整
数である。When the relationship between the pitch of the pole teeth of the stator and the pitch of the pole teeth of the rotor is expressed by equation (26), the number of pole teeth of the rotor magnetic poles is expressed by equations (4 ") and (5"). As shown in the above, when the condition expressed by the following equation (29) is satisfied, a predetermined magnetic pole of the stator, when the pole teeth of the magnetic pole and the magnetic pole of the rotor are matched, the magnetic pole of the adjacent stator. Is α42 = τR42 / 20 between the pole teeth of the rotor and the magnetic pole of the rotor. Pr42 = 2 (20n + 4) or Pr42 = 2 (20n + 6) (29) Here, Pr42 is the number of each magnetic pole of the rotor, and is an integer of n ≧ 1.
【0075】また、固定子の極歯と回転子の磁極とのピ
ッチの関係が(27)式で示される場合、回転子磁極の
の数を(4″)、(5″)式で示したように、下記(3
0)式で示される条件を満足させると固定子の所定の磁
極で、この磁極の極歯と回転子の磁極とを一致させた場
合に隣接する固定子の磁極の極歯と回転子の磁極との間
の間隔角度α43は、α43=τR43/20になる。 Pr43=2(20n+4) 又はPr43=2(20n+6)・・・(30) となる。但し、Pr43は各回転子磁極の数、n≧1の整
数である。When the relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor is expressed by the equation (27), the number of rotor magnetic poles is expressed by the equations (4 ") and (5"). As shown below (3
When the condition expressed by the expression (0) is satisfied, the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor of the adjacent stator and the magnetic poles of the rotor when the pole teeth of the magnetic pole coincide with the magnetic poles of the rotor at a predetermined magnetic pole of the stator. Α43 = τR43 / 20. Pr43 = 2 (20n + 4) or Pr43 = 2 (20n + 6) (30) Here, Pr43 is the number of each magnetic pole of the rotor, and is an integer of n ≧ 1.
【0076】図33に、本実施の形態のモータにおい
て、上述したnを1から変化させた条件における各回転
子磁極の数Prと、このモータのステップ角との関係例
を表4として示したものである。即ち、磁極数Prが2
(20n+4)の場合と2(20n+6)の場合におい
て、夫々nを1から順次増加した場合のステップ角を縦
方向に示している。FIG. 33 shows an example of the relationship between the number Pr of the rotor magnetic poles and the step angle of the motor in the motor according to the present embodiment under the condition that n is changed from 1 as described above. Things. That is, the number of magnetic poles Pr is 2
In the case of (20n + 4) and the case of 2 (20n + 6), the step angles when n is sequentially increased from 1 are shown in the vertical direction.
【0077】図34は、本実施の形態におけるモノファ
イラ巻線の接続状態を示している。図34において、
A、A′は巻線4d1と巻線4d11を直列接続した回路
の引出線、以下、同様にF、F′は巻線4d2と巻線4
d12を、B、B′は巻線4d3と巻線4d13を、G、
G′は巻線4d4と巻線4d14をC、C′は巻線4d5と
巻線4d15を、H、H′は巻線4d6と巻線4d16を、
D、D′は巻線4d7と巻線4d17を、I、I′は巻線
4d8と巻線4d18を、E、E′は巻線4d9と巻線4d
19を、J、J′は巻線4d10と巻線4d20を夫々直列接
続した回路の引出線であって、これらの各端子に駆動用
の励磁電流出力回路が接続される。FIG. 34 shows a connection state of the monofilar winding in the present embodiment. In FIG. 34,
A and A 'are the lead wires of a circuit in which the winding 4d1 and the winding 4d11 are connected in series. Similarly, F and F' are the winding 4d2 and the winding 4d.
d12, B, B ', winding 4d3 and winding 4d13, G,
G 'is C for winding 4d4 and winding 4d14, C' is winding 4d5 and winding 4d15, H and H 'are winding 4d6 and winding 4d16,
D and D 'are the windings 4d7 and 4d17, I and I' are the windings 4d8 and 4d18, and E and E 'are the windings 4d9 and 4d17.
Reference numerals 19, J and J 'are lead wires of a circuit in which the windings 4d10 and 4d20 are respectively connected in series, and a drive excitation current output circuit is connected to these terminals.
【0078】上述した構成のモータの駆動は実施の形態
3において示したフローと同様、図27に示したフロー
によって実行される。即ち、その動作は実施の形態1の
説明で図12に示した展開図を、前述した本実施の形態
の構成と働きの説明を参照して固定子の磁極を20極に
変換し回転子の磁極の位置を固定子の磁極の位置に対応
させて記載することによって同様に示され、図27に示
すフローに従って、各引出線に順次パルス電流を供給す
るごとにステップ角であるτR4/20ずつ回転を継続
し、20パルスで磁極1ピッチ分回転する。Driving of the motor having the above-described structure is executed by the flow shown in FIG. 27, similarly to the flow shown in the third embodiment. That is, the operation is as follows. Referring to the developed view shown in FIG. 12 in the description of the first embodiment, the magnetic poles of the stator are converted to 20 poles with reference to the description of the configuration and operation of the present embodiment, and the rotor The position of the magnetic pole is similarly described by describing the position of the magnetic pole in correspondence with the position of the magnetic pole of the stator. According to the flow shown in FIG. The rotation is continued and the magnetic pole is rotated by one pitch in 20 pulses.
【0079】実施の形態5:上述した実施の形態1乃至
実施の形態4においては、夫々本発明の技術思想をイン
ナーロータ形PM形ステッピングモータに適用した例を
説明したが、アウターロータ形PM形ステッピングモー
タに対しても同一の技術思想を適用することができる。
図35、図36、図37によって、実施の形態1の説明
に対応させて6相6極のアウターロータ形PM形ステッ
ピングモータを説明する。図35は6相6極モータ(ア
ウターロータ形PM形ステッピングモータ)の縦断正面
図を、図36は、図35のX−X´断面、図37は外周
側に配置される回転子の一部を切断して内部を示した立
体視図である。各図において、57は円筒状の支持台で
あって、図示しない取付け機構によって所定の箇所に装
着固定される。支持台57は外部に固定子S10の固定子
鉄心20の環状部で一体に結合されている。固定子S10
は固定子鉄心20の環状部外方向に、このモータの構造
特性に対応した6個の磁極3e1〜3e6が等しい間隔角
度で放射状に形成されていて、各磁極には電流を流して
所定の方向に順次磁化するための巻線4e1〜4e6が巻
き回されている。図36には各巻線を象徴化して記し、
各巻線に示した符号×と符号・は、巻線方向を示し、こ
こでは一般的基準に従って符号×から符号・に向けて電
流を流すという意味で示している。Fifth Embodiment In the first to fourth embodiments described above, examples in which the technical concept of the present invention is applied to an inner rotor type PM stepping motor have been described. The same technical idea can be applied to a stepping motor.
35, 36, and 37, a 6-phase 6-pole outer rotor type PM stepping motor will be described in correspondence with the description of the first embodiment. 35 is a vertical front view of a 6-phase 6-pole motor (outer rotor type PM stepping motor), FIG. 36 is a cross section taken along line XX ′ of FIG. 35, and FIG. FIG. 2 is a three-dimensional view showing the inside by cutting through. In each of the figures, reference numeral 57 denotes a cylindrical support base, which is mounted and fixed at a predetermined position by a mounting mechanism (not shown). The support 57 is integrally connected to the outside by an annular portion of the stator core 20 of the stator S10. Stator S10
In the outer direction of the annular portion of the stator core 20, six magnetic poles 3e1 to 3e6 corresponding to the structural characteristics of the motor are radially formed at equal intervals, and a current flows through each magnetic pole in a predetermined direction. The windings 4e1 to 4e6 for sequentially magnetizing are wound. In FIG. 36, each winding is symbolized and described.
The sign x and the sign • shown in each winding indicate the direction of the winding, and here, it means that a current flows from the sign x to the sign in accordance with a general standard.
【0080】また、各磁極3e1〜3e6の先端部には磁
極の中心線に対して線対称に極歯3k5を設けた第1の
磁極3e11、3e21、3e31、3e41、3e51、3e61
(図には明記せず、実施の形態1参照)と、同一方向に
極歯ピッチの1/4偏位させて形成させて極歯3K5を
設けた第2の磁極3e12、3e22 3e32 3e42、3
e52、3e62(図には明記せず、実施の形態1参照)と
が軸方向に交互にほぼ2分して形成されている。そし
て、それらの2分された第1、第2の磁極の構成は、上
述してきたインナーロータ型のものと同様の構成となっ
ている。即ち、6個の磁極3e1〜3e6の内1個おきの3
個の磁極3e1、3e3、3e5と他の1個おきの3個の磁極
3e2、3e4、3e6とは夫々が同一形状であるが、円周方
向に隣接する各磁極部が2種の磁極である第1の磁極と
第2の磁極を回転子軸方向に対する配設方向を交互に反
転させて連接することで夫々第1の固定子部Sa5と第
2の固定子部Sb5(図35、図36には明記せず)を構
成している。この場合、実施の形態1に対する説明から
理解されるように、固定子S5は第1の固定子部Sa5と
第2の固定子部Sb5を表裏の関係で連接して構成して
いるが、例えば、第1の固定子部Sa5に形成した第1
の磁極(例えば磁極3e11、図示せず)には第2の固定
子部Sb5に形成した第2の磁極(例えば、磁極3e1
2、図示せず)が表裏の関係で連接し、第1の固定子部
Sa5に形成した第2の磁極(例えば、磁極3e22、図
示せず)には第2の固定子部Sb5に形成した第1の磁
極(例えば、磁極3e21、図示せず)が裏表の関係で連
接し、図4(A)、(B)のものと対応するように各磁
極部を構成している。The first magnetic poles 3e11, 3e21, 3e31, 3e41, 3e51, 3e61 are provided with pole teeth 3k5 at the tips of the magnetic poles 3e1 to 3e6 in line symmetry with respect to the center line of the magnetic poles.
(Not shown in the figure, refer to the first embodiment). Second magnetic poles 3e12, 3e22, 3e32, 3e42, and 3e5 provided with pole teeth 3K5 formed in the same direction and shifted by ピ ッ チ of the pole tooth pitch.
and e52 and 3e62 (not shown in the figure, refer to the first embodiment) and are formed in the axial direction so as to be alternately divided into approximately two. The structure of the first and second magnetic poles is the same as that of the inner rotor type described above. That is, every other one of the six magnetic poles 3e1 to 3e6
Each of the three magnetic poles 3e1, 3e3, 3e5 and every other three magnetic poles 3e2, 3e4, 3e6 have the same shape, but each magnetic pole portion adjacent in the circumferential direction is two magnetic poles. The first and second stator poles Sa5 and Sb5 (FIGS. 35, 36) are connected by alternately reversing the arrangement direction of the first magnetic pole and the second magnetic pole with respect to the rotor axis direction. Is not specified). In this case, as will be understood from the description of the first embodiment, the stator S5 is configured by connecting the first stator portion Sa5 and the second stator portion Sb5 in a front-to-back relationship. The first stator portion Sa5 formed on the first stator portion Sa5.
The second magnetic pole (for example, the magnetic pole 3e1 formed on the second stator portion Sb5) is attached to the magnetic pole (for example, the magnetic pole 3e11, not shown).
2, not shown) are connected in a front-to-back relationship, and a second magnetic pole (eg, magnetic pole 3e22, not shown) formed on the first stator portion Sa5 is formed on the second stator portion Sb5. First magnetic poles (for example, magnetic pole 3e21, not shown) are connected in a front-to-back relationship, and each magnetic pole portion is configured to correspond to those in FIGS. 4A and 4B.
【0081】支持台57の内部には、一対の軸受70a
と70bが装着され、軸受70aと70bによって回転
自在に支承された回転子軸の80の端部には筒状の回転
子支持台50が結合されている。回転子支持台50に
は、固定子の第1の固定子部Sa5に対向させた位置に
第1の固定子部Sa5の内面との間に所定間隙をあけて
第1の単位回転子RA5が結合されており、第2の固定
子部Sb5に対向させた位置に第2の固定子部Sb5の内
面との間に所定間隙をあけて第2の単位回転子RB5が
結合されている。第1の単位回転子RA5と第2の単位
回転子RB5との間には所定幅の環状に形成した非磁性
体51を介在させている。第1の単位回転子RA5及び
第2の単位回転子RB5は同一構造であって、夫々が、
N、S交互に着磁された永久磁石90によって形成され
円筒状に構成される。2個の回転子外周には固定子の各
磁極に形成した極歯3k5の形状とピッチに対応させた
所定のピッチで磁極を形成している。第1の単位回転子
RA5と第2の単位回転子RB5とは、磁極を形成するピ
ッチ(N極とN極もしくはS極とS極とのピッチ)の1
/4偏位して結合されている。A pair of bearings 70 a is provided inside the support base 57.
A cylindrical rotor support 50 is connected to an end of a rotor shaft 80 rotatably supported by bearings 70a and 70b. The first unit rotor RA5 is provided on the rotor support base 50 at a position facing the first stator portion Sa5 of the stator with a predetermined gap between the inner surface of the first stator portion Sa5. The second unit rotor RB5 is coupled to a position facing the second stator part Sb5 with a predetermined gap between the second unit rotor RB5 and the inner surface of the second stator part Sb5. An annular non-magnetic member 51 having a predetermined width is interposed between the first unit rotor RA5 and the second unit rotor RB5. The first unit rotor RA5 and the second unit rotor RB5 have the same structure.
It is formed by permanent magnets 90 alternately magnetized N and S, and is formed in a cylindrical shape. Magnetic poles are formed on the outer periphery of the two rotors at a predetermined pitch corresponding to the shape and pitch of the pole teeth 3k5 formed on each magnetic pole of the stator. The first unit rotor RA5 and the second unit rotor RB5 have a magnetic pole formation pitch (N-pole and N-pole or S-pole and S-pole pitch) of one.
/ 4 is combined.
【0082】上述した固定子磁極の作成方法及び機能の
詳細説明は省略するが、前述した実施の形態1乃至4で
説明したインナーロータ形に準じて作成すれば良く、ま
た、実施の形態1で説明した6相6極インナーロータ形
PM形ステッピングモータと同様に機能する。上述した
アウターロータ形の構造においても、実施の形態1乃至
実施の形態4に夫々示したように、用途と必要特性に対
応させ磁極と相数を設定して作動させることができる。Although a detailed description of the method and functions of forming the above-described stator magnetic poles is omitted, the magnetic poles may be formed in accordance with the inner rotor type described in the above-described first to fourth embodiments. It functions similarly to the 6-phase 6-pole inner rotor type PM stepping motor described above. Also in the outer rotor type structure described above, as described in the first to fourth embodiments, operation can be performed by setting the number of magnetic poles and the number of phases in accordance with the use and required characteristics.
【0083】上述の実施の形態は本発明の技術思想を実
現する一例を示したものであって、そのモータの用途と
用途に対応した回転速度や所望されるトルク、状況に適
した電源条件等に対応して適切に応用改変しても良いこ
とは勿論である。例えば、実施の形態の説明では、6相
6m極の例として6相6極、6相12極を、また、10
相10m極の例として10相10極、10相20極の場
合についてのみを説明したが、それ以外の6相6m極、
10相10m極の場合にも本発明が適用できるものであ
り、そのために回転子の極歯の数は、前述した(2)、
(3)、(4)、(5)の各式を満足し、また、固定子
の磁極形成ピッチと回転子の極歯形成ピッチとは前述し
た(6)式の関係を満足するようにすれば良い。磁極の
製造方法も上述した形状が得られれば任意の手段で成形
させれば良い。The above-described embodiment is an example for realizing the technical idea of the present invention, and shows the use of the motor, the rotation speed and the desired torque corresponding to the use, the power supply condition suitable for the situation, and the like. Needless to say, the application may be appropriately modified in response to the above. For example, in the description of the embodiment, 6-phase 6-pole, 6-phase 12-pole, and
As an example of the phase 10 m pole, only the case of 10 phase 10 pole, 10 phase 20 pole has been described, but other 6 phase 6 m pole,
The present invention can also be applied to the case of 10-phase 10-m poles.
(3), (4), and (5) should be satisfied, and the pitch of the magnetic poles of the stator and the pitch of the pole teeth of the rotor should satisfy the above-described expression (6). Good. The manufacturing method of the magnetic pole may be formed by any means as long as the above-mentioned shape is obtained.
【0084】[0084]
【発明の効果】本発明に基づくインナーロータ形又はア
ウターロータ形PM形ステッピングモータは上述のよう
に構成し作動するようにしたので、次のような優れた効
果を有する。 (1)従来のインナーロータ形又はアウターロータ形い
ずれの多相形PM形ステッピングモータを得るにも相数
に対応する多数の固定子磁極が必要であったが、従来よ
りも大幅に減少させた少数の磁極で実現できるようにな
った。 (2)例えば、6相ステッピングモータには24個の固
定子磁極が必要であったが、6乃至12個の固定子磁極
で実現できるようになった。 (3)従来の10相ステッピングモータには40個の固
定子磁極が必要であったが、10乃至20個の固定子磁
極で実現できるようになった。 (4)固定子磁極の数を減らすことができたので、多相
ステッピングモータでありながら、その小型化が可能に
なった。The inner rotor type or outer rotor type PM stepping motor according to the present invention is constructed and operated as described above, and has the following excellent effects. (1) A large number of stator magnetic poles corresponding to the number of phases are necessary to obtain a conventional polyphase PM stepping motor of either an inner rotor type or an outer rotor type. It can be realized by the magnetic pole. (2) For example, although a six-phase stepping motor requires 24 stator magnetic poles, it can be realized with 6 to 12 stator magnetic poles. (3) The conventional 10-phase stepping motor requires 40 stator magnetic poles, but can be realized with 10 to 20 stator magnetic poles. (4) Since the number of stator magnetic poles can be reduced, it is possible to reduce the size of the motor even though it is a multi-phase stepping motor.
【0085】(5)固定子磁極の数を減らすことができ
たので、巻線の数が減ると同時に巻線の加工費が大幅に
削減できる。 (6)回転子は、N極とS極を交互に着磁した円筒状の
永久磁石構造なので、磁歪音が少なく、ハイブリッド形
よりも騒音を低減できる。 (7)回転子の表面は円筒形状なので、イナーシャを少
なくすることができ、ハイブリッド形よりも高速回転が
得られる。 (8)回転子は、N極とS極を交互に着磁した円筒状の
永久磁石構造なので、渦電流損が少なく、熱損失が低減
できるので、ハイブリッド形よりも温度上昇を低く抑え
ることができる。(5) Since the number of stator magnetic poles can be reduced, the number of windings can be reduced, and at the same time the processing cost of the windings can be greatly reduced. (6) Since the rotor has a cylindrical permanent magnet structure in which N poles and S poles are alternately magnetized, there is little magnetostrictive sound and noise can be reduced as compared with the hybrid type. (7) Since the surface of the rotor is cylindrical, inertia can be reduced, and high-speed rotation can be obtained as compared with the hybrid type. (8) Since the rotor has a cylindrical permanent magnet structure in which N poles and S poles are alternately magnetized, the eddy current loss is small and the heat loss can be reduced. it can.
【0086】(9)磁極を磁性材板で成形し、この磁性
材板を積層して請求項5に記載のように構成すれば、過
電流損を低減でき、効率向上できる構成を簡素にできる
ので、所定の構造が容易低廉で得られる。 (10)上述の結果、従来製作困難であった多相ステッ
ピングモータが低価格で実現できる。 (11)上述のような構造の多相ステッピングモータの
実現によって、回転子の極歯のピッチを小さくして多数
設けなくても、従来市販されているステッピングンモー
タよりも微少なステップ角が得られるようになった。 (12)微少ステップ角が得られるので、ステッピング
モータの分解能が向上される。 (13)分解能の向上によって、精度の良い回転制御が
実現され、従来サーボモータに頼る必要のあった回転シ
ステムに対するステッピングモータの適用を可能にし
た。 (14)上記(2)、(3)とも関連するが、コイルを
複数相励磁する場合、従来構造の駆動回路に対して、駆
動回路を構成するトランジスタの数を半減させることが
できる。即ち、6相モータの場合、従来構造ではトラン
ジスタが24個必要であったが、本発明構造にすると、
トランジスタを12個に低減できる。また、10相モー
タの場合には、従来構造ではトランジスタが40個必要
であったが、本発明構造にすると、トランジスタを20
個に低減できる。(9) If the magnetic poles are formed of a magnetic material plate and the magnetic material plates are laminated and configured as described in claim 5, overcurrent loss can be reduced and the structure that can improve efficiency can be simplified. Therefore, a predetermined structure can be easily obtained at low cost. (10) As a result of the above, a multi-phase stepping motor, which was conventionally difficult to manufacture, can be realized at low cost. (11) By realizing the multi-phase stepping motor having the above-described structure, a smaller step angle can be obtained than that of a conventional commercially available stepping motor without reducing the number of pole teeth of the rotor and providing a large number. I was able to. (12) Since a minute step angle is obtained, the resolution of the stepping motor is improved. (13) By improving the resolution, high-precision rotation control has been realized, and it has become possible to apply a stepping motor to a rotation system that has conventionally had to rely on a servomotor. (14) Although related to the above (2) and (3), when the coils are excited in a plurality of phases, the number of transistors constituting the drive circuit can be halved compared to the drive circuit having the conventional structure. That is, in the case of a six-phase motor, the conventional structure requires 24 transistors, but according to the structure of the present invention,
The number of transistors can be reduced to twelve. In the case of a 10-phase motor, 40 transistors are required in the conventional structure, but in the structure of the present invention, 20 transistors are required.
Can be reduced to one.
【図1】本発明の技術思想に基づき形成した実施の形態
1(6相6極インナーロータ形永久磁石形ステッピング
モータ)の縦断正面図である。FIG. 1 is a vertical sectional front view of a first embodiment (six-phase six-pole inner-rotor permanent-magnet type stepping motor) formed based on the technical idea of the present invention.
【図2】図1のX−X′断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG.
【図3】実施の形態1の固定子を形成する磁性材板(固
定子鉄板)の形状を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating a shape of a magnetic material plate (stator iron plate) forming the stator according to the first embodiment.
【図4】実施の形態1の固定子の磁極先端部形状を説明
するもので、同図(A)は所定の磁極部の斜視図、同図
(B)は同図(A)に示す磁極部に隣接する磁極部の斜
視図である。4 (A) is a perspective view of a predetermined magnetic pole portion, and FIG. 4 (B) is a magnetic pole shown in FIG. 4 (A). FIG. 4 is a perspective view of a magnetic pole part adjacent to the part.
【図5】実施の形態1における回転子の単位回転子の磁
極の関係を説明する概要図であって同図(A)は回転子
の斜視図、同図(B)は一部の拡大展開図である。5A and 5B are schematic diagrams illustrating the relationship between magnetic poles of a unit rotor of the rotor according to the first embodiment, wherein FIG. 5A is a perspective view of the rotor, and FIG. FIG.
【図6】実施の形態1において、固定子の極歯のピッチ
(間隔角度)と回転子の磁極のピッチ(間隔角度)が等
しい場合における固定子の極歯と回転子の磁極との位置
関係を説明する固定子と回転子の極歯部の展開説明図で
ある。FIG. 6 shows the positional relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor when the pitch (interval angle) of the pole teeth of the stator is equal to the pitch (interval angle) of the magnetic poles of the rotor in the first embodiment. FIG. 5 is a development explanatory view of pole teeth of a stator and a rotor for explaining the embodiment.
【図7】実施の形態1において、固定子の極歯のピッチ
(間隔角度)が回転子の磁極のピッチ(間隔角度)より
も小さく、且つ、回転子のピッチ磁極の(間隔角度)の
0。75倍に等しいか、より大なる場合における固定子
の極歯と回転子の磁極との位置関係を説明する固定子と
回転子の磁極部の展開説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration in which the pitch (interval angle) of the pole teeth of the stator is smaller than the pitch (interval angle) of the magnetic poles of the rotor, and 0 (interval angle) of the magnetic poles of the rotor. 7 is a development explanatory view of the magnetic pole portion of the stator and the rotor for explaining the positional relationship between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor when it is equal to or larger than 75 times.
【図8】実施の形態1において、固定子の極歯のピッチ
(間隔角度)が回転子の磁極のピッチ(間隔角度)より
も大きく、且つ、回転子の磁極のピッチ(間隔角度)の
1。25倍より小さい場合における固定子の極歯と回転
子の磁極との位置関係を説明する固定子と回転子の磁極
部の展開説明図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration in which the pitch (interval angle) of the pole teeth of the stator is larger than the pitch (interval angle) of the magnetic poles of the rotor and the pitch (interval angle) of the magnetic poles of the rotor in the first embodiment; FIG.
【図9】実施の形態1のステッピングモータにおいて、
回転子の磁極数とステップ角との関係を表1として示し
た図表である。FIG. 9 shows a stepping motor according to the first embodiment.
3 is a table showing the relationship between the number of magnetic poles of the rotor and the step angle as Table 1.
【図10】実施の形態1におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。FIG. 10 is a connection diagram showing a connection state of a monofilar winding in the first embodiment.
【図11】実施の形態1、実施の形態2のバイポーラ駆
動における1相励磁の場合の励磁シーケンス図である。FIG. 11 is an excitation sequence diagram in the case of one-phase excitation in the bipolar drive of the first and second embodiments.
【図12】実施の形態1の固定子の極歯のピッチ(間隔
角度)と回転子の磁極のピッチ(間隔角度)が等しい場
合において、図11に示す励磁シーケンスによる実行時
における固定子の極歯と回転子の磁極との位置関係を説
明する固定子と回転子の磁極部の展開説明図である。FIG. 12 shows a case where the pitch (interval angle) of the pole teeth of the stator is equal to the pitch (interval angle) of the magnetic poles of the rotor according to the first embodiment, and the poles of the stator during execution by the excitation sequence shown in FIG. FIG. 4 is a development explanatory view of a magnetic pole portion of a stator and a rotor for explaining a positional relationship between a tooth and a magnetic pole of a rotor.
【図13】本発明の実施の形態2(6相12極インナー
ロータ形永久磁石形ステッピングモータ)の縦断正面図
である。FIG. 13 is a longitudinal sectional front view of a second embodiment (six-phase, 12-pole inner rotor type permanent magnet type stepping motor) of the present invention.
【図14】図13のX−X′断面図である。FIG. 14 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. 13;
【図15】実施の形態2の固定子を形成する磁性材板
(固定子鉄板)の形状を説明する平面図である。FIG. 15 is a plan view illustrating the shape of a magnetic material plate (stator iron plate) forming the stator according to the second embodiment.
【図16】実施の形態2における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図(A)は所定の磁極部の斜視
図、同図(B)は同図(A)に示す磁極部に隣接する磁
極部の斜視図である。16 (A) is a perspective view of a predetermined magnetic pole part, and FIG. 16 (B) is a magnetic pole shown in FIG. 16 (A). FIG. 4 is a perspective view of a magnetic pole part adjacent to the part.
【図17】実施の形態2における回転子の単位回転子の
磁極の関係を説明する概要図であって同図(A)は回転
子の斜視図、(B)は一部の拡大展開図である。17A and 17B are schematic diagrams illustrating the relationship between magnetic poles of a unit rotor of the rotor according to the second embodiment, wherein FIG. 17A is a perspective view of the rotor, and FIG. is there.
【図18】実施の形態2のステッピングモータにおい
て、回転子の磁極数とステップ角との関係を表2として
示した図表である。FIG. 18 is a chart showing, as Table 2, a relationship between the number of magnetic poles of a rotor and a step angle in the stepping motor according to the second embodiment.
【図19】実施の形態2におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。FIG. 19 is a connection diagram showing a connection state of a monofilar winding in the second embodiment.
【図20】本発明の技術思想に基づき形成した実施の形
態3(10相10極永久磁石形ステッピングモータ)の
縦断正面図である。FIG. 20 is a longitudinal sectional front view of a third embodiment (10-phase 10-pole permanent magnet type stepping motor) formed based on the technical idea of the present invention.
【図21】図20のX−X′断面図である。FIG. 21 is a sectional view taken along the line XX ′ of FIG. 20;
【図22】実施の形態3の固定子を形成する磁性材板
(固定子鉄板)の形状を説明する平面図である。FIG. 22 is a plan view illustrating the shape of a magnetic material plate (stator iron plate) forming the stator according to the third embodiment.
【図23】実施の形態3における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図(A)は所定の磁極部の斜視
図、同図(B)は同図(A)に示す磁極部に隣接する磁
極部の斜視図である。23 (A) and 23 (B) are views for explaining the shape of the tip of the magnetic pole of the stator according to the third embodiment. FIG. FIG. 4 is a perspective view of a magnetic pole part adjacent to the part.
【図24】実施の形態3における回転子の単位回転子の
磁極の関係を説明する概要図であって同図(A)は回転
子の斜視図、(B)は一部の拡大展開図である。24A and 24B are schematic diagrams illustrating a relationship between magnetic poles of a unit rotor of the rotor according to the third embodiment, in which FIG. 24A is a perspective view of the rotor, and FIG. is there.
【図25】実施の形態3のステッピングモータにおい
て、回転子の磁極数とステップ角との関係を表3として
示した図表である。FIG. 25 is a table showing, as Table 3, a relationship between the number of magnetic poles of a rotor and a step angle in the stepping motor according to the third embodiment.
【図26】実施の形態3におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。FIG. 26 is a connection diagram showing a connection state of a monofilar winding in the third embodiment.
【図27】実施の形態3、実施の形態4のバイポーラ駆
動における1相励磁の場合の励磁シーケンス図である。FIG. 27 is an excitation sequence diagram in the case of one-phase excitation in the bipolar drive according to the third and fourth embodiments.
【図28】本発明の実施の形態4(10相20極インナ
ーロータ形永久磁石形ステッピングモータ)の縦断正面
図である。FIG. 28 is a longitudinal sectional front view of Embodiment 4 (10-phase 20-pole inner rotor type permanent magnet type stepping motor) of the present invention.
【図29】図28のX−X′断面図である。FIG. 29 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. 28;
【図30】実施の形態4の固定子を形成する磁性材板
(固定子鉄板)の形状を説明する平面図である。FIG. 30 is a plan view illustrating the shape of a magnetic material plate (stator iron plate) forming the stator according to the fourth embodiment.
【図31】実施の形態4における固定子の磁極先端部形
状を説明するもので、同図(A)には所定の磁極部の斜
視図、同図(B)は同図(A)に示す磁極部に隣接する
磁極部の斜視図である。31 (a) and 31 (b) illustrate the shape of the tip of the magnetic pole of the stator according to the fourth embodiment. FIG. It is a perspective view of a magnetic pole part adjacent to a magnetic pole part.
【図32】実施の形態4における回転子の単位回転子の
磁極の関係を説明する概要図であって同図(A)は回転
子の斜視図、(B)は一部の拡大展開図である。32A and 32B are schematic diagrams illustrating a relationship between magnetic poles of a unit rotor of a rotor according to a fourth embodiment, wherein FIG. 32A is a perspective view of the rotor, and FIG. is there.
【図33】実施の形態4のステッピングモータにおい
て、回転子の磁極数とステップ角との関係を表4として
示した図表である。FIG. 33 is a table showing, as Table 4, a relationship between the number of magnetic poles of a rotor and a step angle in the stepping motor according to the fourth embodiment.
【図34】実施の形態4におけるモノファイラ巻線の接
続状態を示す結線図である。FIG. 34 is a connection diagram showing a connection state of a monofilar winding in the fourth embodiment.
【図35】本発明の実施の形態5(6相6極アウターロ
ータ形永久磁石形ステッピングモータ)の縦断正面図で
ある。FIG. 35 is a longitudinal sectional front view of a fifth embodiment (6 phase 6 pole outer rotor type permanent magnet type stepping motor) of the present invention.
【図36】図13のX−X′断面図である。FIG. 36 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. 13;
【図37】実施の形態5の回転子構造を説明する一部を
切り欠いた斜視図である。FIG. 37 is a partially cutaway perspective view illustrating a rotor structure according to a fifth embodiment.
【図38】実施の形態5における回転子の単位回転子の
磁極の関係を説明する回転子の一部の拡大展開概要図で
ある。FIG. 38 is an enlarged schematic development view of a part of a rotor for explaining a relationship between magnetic poles of a unit rotor of the rotor according to the fifth embodiment.
【図39】従来のインナーロータ形永久磁石形ステッピ
ングモータの縦断正面図である。FIG. 39 is a vertical sectional front view of a conventional inner rotor type permanent magnet type stepping motor.
【図40】図39のX−X′断面図である。FIG. 40 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. 39.
【図41】従来構造のインナーロータ形6相ステッピン
グモータのモノファイラ巻きでの結線図である。FIG. 41 is a connection diagram of a conventional structure inner rotor type six-phase stepping motor in a monofilar winding.
【図42】従来構造のインナーロータ形6相ステッピン
グモータのモノファイラ巻きでの1相励磁の場合の励磁
シーケンス図である。FIG. 42 is an excitation sequence diagram in the case of one-phase excitation in a monofilar winding of an inner rotor type six-phase stepping motor having a conventional structure.
【図43】従来構造のインナーロータ形10相ステッピ
ングモータのモノファイラ巻きでの結線図である。FIG. 43 is a connection diagram of a conventional inner rotor type 10-phase stepping motor in a monofilar winding.
【図44】従来構造のインナーロータ形10相ステッピ
ングモータのモノファイラ巻きでの1相励磁の場合の励
磁シーケンス図である。FIG. 44 is an excitation sequence diagram in the case of one-phase excitation in a monofilar winding of an inner rotor type 10-phase stepping motor having a conventional structure.
2:固定子鉄心 3a1〜3a6、3b1〜3b12、3c1〜3c10、3d1
〜3d20、3e1〜3e6:固定子の磁極 3k1〜3k5:固定子の極歯 3a11、3a21、3a31、3a41、3a51、3a61:固
定子の対称極歯部磁極 3a12、3a22、3a32、3a42、3a52、3a62:固
定子の非対称極歯部磁極 4a1〜4a6、4b1〜4b12、4c1〜4c10、4d1
〜4d20、4e1〜4e6:巻線 50:回転子支持台 8、80:回転子軸 9、90:永久磁石 11、51:非磁性体 A、A′乃至J、J′:巻線の引出線 PA1、PA2、PA3、PA4;固定子磁極の極歯対象部
鉄心 PB1、PB2、PB3、PB4;固定子磁極の極歯非対象
部鉄心 RA1〜RA5、RB1〜RB5:単位回転子 S1〜S5:固定子 Sa1〜Sa5:第1の固定子 Sb1〜Sb5:第2の固定子 SP1〜SP4:磁性材板(固定子鉄板) α11、α12、α13、α21、α31、α41、α51、α61、α
71:固定子の極歯と回転子の磁極との間隔角度 β:ステップ角とその倍数 θS1〜θS4:固定子の磁極間ピッチ(間隔角度) τR1、τR11、τR12、τR13、τR2、τR3、τR
4:回転子の磁極間ピッチ(間隔角度) τS1〜τS4:固定子の磁極の極歯間ピッチ(間隔角
度)2: Stator core 3a1-3a6, 3b1-3b12, 3c1-3c10, 3d1
3d20, 3e1 to 3e6: stator magnetic poles 3k1 to 3k5: stator pole teeth 3a11, 3a21, 3a31, 3a41, 3a51, 3a61: symmetric pole teeth magnetic poles of the stator 3a12, 3a22, 3a32, 3a42, 3a52, 3a62: Asymmetrical pole teeth magnetic poles of the stator 4a1-4a6, 4b1-4b12, 4c1-4c10, 4d1
4d20, 4e1-4e6: winding 50: rotor support 8, 80: rotor shaft 9, 90: permanent magnet 11, 51: non-magnetic material A, A 'to J, J': winding lead wire PA1, PA2, PA3, PA4; iron cores of the stator magnetic poles to be subjected to pole teeth PB1, PB2, PB3, PB4; cores to which the stator magnetic poles are not subjected to the pole teeth RA1 to RA5, RB1 to RB5: unit rotors S1 to S5: Stator Sa1 to Sa5: first stator Sb1 to Sb5: second stator SP1 to SP4: magnetic material plate (stator iron plate) α11, α12, α13, α21, α31, α41, α51, α61, α
71: Spacing angle between the pole teeth of the stator and the magnetic poles of the rotor β: Step angle and multiples thereof θS1 to θS4: Pitch between the magnetic poles of the stator (interval angle) τR1, τR11, τR12, τR13, τR2, τR3, τR
4: Pitch between rotor magnetic poles (interval angle) τS1 to τS4: Pitch between pole teeth of magnetic pole of stator (interval angle)
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成13年1月4日(2001.1.4)[Submission date] January 4, 2001 (2001.1.14)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図2】 FIG. 2
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図10[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図10】 FIG. 10
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図11[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図11】 FIG. 11
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図17[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図17】 FIG.
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図18[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図18】 FIG.
【手続補正6】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図24[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図24】 FIG. 24
【手続補正7】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図25[Correction target item name] Fig. 25
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図25】 FIG. 25
【手続補正8】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図26[Correction target item name] FIG. 26
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図26】 FIG. 26
【手続補正9】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図27[Correction target item name] FIG. 27
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図27】 FIG. 27
【手続補正10】[Procedure amendment 10]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図36[Correction target item name] Fig. 36
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図36】 FIG. 36
Claims (6)
状に、等ピッチで植設される少なくとも6個の偶数の固
定子磁極を備え、該固定子磁極には夫々の先端内周面に
複数所定個、等ピッチで形成された極歯を有し、該夫々
の固定子磁極に励磁用巻線が巻装されている固定子と、
前記固定子磁極の極歯を形成している内周面と空隙を介
して回転自在に支承され、前記固定子磁極に形成した極
歯形状に対応した幅とピッチでN極、S極を交互に着磁
した円筒状永久磁石によって回転子磁極を形成した回転
子と、を備えたインナーロータ形永久磁石形ステッピン
グモータにおいて、 上記固定子に形成する各磁極は、夫々の先端内周面に当
該磁極形状の中心線に対して線対称に複数個の極歯を形
成した第1の磁極部と、前記第1の磁極部に形成する極
歯と同数且つ同配設ピッチで該配設ピッチの1/4だけ
磁極先端内周面における同一周方向に偏位して極歯を形
成した第2の磁極部とを周方向に交互に形成し、当該固
定子を軸方向に2分して、夫々が前記第1、第2の磁極
を形成した第1の固定子部と第2の固定子部とにより構
成し、前記第1、第2の固定子部は、相互に前記第1の
磁極と第2の磁極とを同軸方向に表裏の関係で連接する
が、円周方向には表裏の関係を交互に反転するように構
成し、 前記回転子は、前記固定子の第1及び第2の固定子部の
極歯を形成している内周面に夫々が空隙を介して対向す
る第1及び第2の回転子部により構成し、該2つの回転
子部はいずれも、前記固定子部に形成した極歯の軸方向
幅と位置及び周方向幅とピッチに対応した軸方向位置及
び幅とピッチ及び同一半径でN極、S極を交互に着磁し
て磁極とした円筒磁石を形成し、前記第1及び第2の回
転子部夫々の磁極は、相互に磁極形成ピッチの1/4回
転偏位し、非磁性体を介して軸方向に連接し、夫々が磁
性体で形成した保持部材を介して回転子軸に保持される
ように構成したことを特徴とするインナーロータ形多相
永久磁石形ステッピングモータ。1. At least six even-numbered stator poles implanted equidistantly from the inner surface of an annular magnetic body toward the center of the circle at equal pitches, and each of the stator poles has an inner peripheral surface at a tip. A plurality of stators having a plurality of pole teeth formed at an equal pitch, and an excitation winding wound around each of the stator magnetic poles;
The stator pole is rotatably supported via an inner circumferential surface and a gap forming the pole teeth of the stator pole, and alternately has N poles and S poles at a width and a pitch corresponding to the pole teeth shape formed on the stator pole. A rotor in which a rotor magnetic pole is formed by a cylindrical permanent magnet magnetized on the inner rotor type permanent magnet type stepping motor, wherein each magnetic pole formed on the stator has an inner peripheral surface at a respective tip. A first magnetic pole portion having a plurality of pole teeth formed in line symmetry with respect to the center line of the magnetic pole shape, and the same pitch and the same pitch as the pole teeth formed on the first magnetic pole portion. A second magnetic pole portion that is deflected in the same circumferential direction on the inner circumferential surface of the magnetic pole tip by 1/4 to form a pole tooth is alternately formed in the circumferential direction, and the stator is bisected in the axial direction. A first stator portion and a second stator portion, each of which forms the first and second magnetic poles, The first and second stator portions connect the first magnetic pole and the second magnetic pole to each other coaxially in a front-to-back relationship, but alternately connect the front-to-back relationship in a circumferential direction. The rotor is configured such that the first and second rotors respectively face, via a gap, inner circumferential surfaces forming pole teeth of first and second stator portions of the stator. And two rotor portions, each of which has an axial position and width corresponding to the axial width and position and the circumferential width and pitch of the pole teeth formed on the stator portion. And N and S poles are alternately magnetized at the same radius to form a cylindrical magnet having magnetic poles, and the magnetic poles of the first and second rotor portions are mutually rotated by 1/4 of the magnetic pole formation pitch. It is deflected and connected in the axial direction via a non-magnetic material, and each is held on the rotor shaft via a holding member formed of a magnetic material. An inner rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor characterized in that it is formed.
等ピッチで形成される少なくとも6個の偶数の固定子磁
極を備え、該固定子磁極には夫々の先端外周面に複数所
定個、等ピッチで形成された極歯を有し、該夫々の固定
子磁極に励磁用巻線が巻装されている固定子と、前記固
定子磁極の極歯を形成している外周面と空隙を介して所
定の軸受によって回転自在に支承され、前記固定子磁極
に形成した極歯形状に対応した幅とピッチでN極、S極
を交互に着磁した円筒状永久磁石によって回転子磁極を
形成した回転子と、を備えたアウターロータ形永久磁石
形ステッピングモータにおいて、 上記固定子に形成する各磁極は、夫々の先端外周面に当
該磁極形状の中心線に対して線対称に複数個の極歯を形
成した第1の磁極部と、前記第1の磁極部に形成する極
歯と同数且つ同配設ピッチで該配設ピッチの1/4だけ
磁極先端外周面における同一周方向に偏位して極歯を形
成した第2の磁極部とを周方向に交互に形成し、当該固
定子を軸方向に2分して、夫々が前記第1、第2の磁極
を形成した第1の固定子部と第2の固定子部とにより構
成し、前記第1、第2の固定子部は、相互に前記第1の
磁極と第2の磁極とを同軸方向に表裏の関係で連接する
が円周方向には表裏の関係を交互に反転するように構成
し、 前記回転子は、前記固定子の第1及び第2の固定子部の
極歯を形成している外周面に夫々が空隙を介して対向す
る第1及び第2の回転子部により構成し、該2つの回転
子部はいずれも、前記固定子部に形成した極歯の軸方向
幅と位置及び周方向幅とピッチに対応した軸方向位置及
び幅とピッチ及び同一半径でN極、S極を交互に着磁し
て磁極とした円筒磁石を形成し、前記第1及び第2の回
転子部夫々の磁極は、相互に磁極形成ピッチの1/4回
転偏位し、非磁性体を介して軸方向に連接し、夫々が磁
性体を介し所定位置に形成した保持部材で回転子軸に保
持されるように構成したことを特徴とするアウターロー
タ形多相永久磁石形ステッピングモータ。2. At least six even-numbered stator magnetic poles radially formed at a constant pitch from a cylindrical surface of a cylindrical magnetic body, wherein each of the stator magnetic poles has a plurality of predetermined numbers on an outer peripheral surface at a tip end thereof. A stator having pole teeth formed at equal pitches, a stator in which an exciting winding is wound around each stator magnetic pole, and an outer peripheral surface and a gap that form pole teeth of the stator magnetic pole are formed. The rotor magnetic pole is rotatably supported by a predetermined bearing via a cylindrical permanent magnet in which N poles and S poles are alternately magnetized with a width and a pitch corresponding to the pole tooth shape formed on the stator magnetic pole. In the outer rotor type permanent magnet type stepping motor provided with the rotor, each of the magnetic poles formed on the stator has a plurality of poles on the outer peripheral surface of each tip in line symmetry with respect to the center line of the magnetic pole shape. A first magnetic pole portion having teeth formed thereon, and the first magnetic pole portion; The same number and the same arrangement pitch as the pole teeth to be formed are alternately arranged in the circumferential direction with the second magnetic pole portion which is displaced in the same circumferential direction on the outer peripheral surface of the magnetic pole tip by 1/4 of the arrangement pitch in the same circumferential direction. And the stator is divided into two parts in the axial direction, and the first and second stator parts are respectively formed with the first and second magnetic poles. The second stator portion is configured to mutually connect the first magnetic pole and the second magnetic pole in a coaxial direction with a front-to-back relationship, but to alternately reverse the front-to-back relationship in a circumferential direction. The rotor is constituted by first and second rotor portions each facing an outer peripheral surface of the first and second stator portions of the stator that form pole teeth via a gap. The two rotor portions each have an axial position and width corresponding to the axial width and position of the pole teeth formed on the stator portion and the circumferential width and pitch. N-poles and S-poles are alternately magnetized with a width, a pitch, and the same radius to form a cylindrical magnet having a magnetic pole, and the magnetic poles of the first and second rotor portions are mutually at a magnetic pole forming pitch of one. An outer member which is deviated by / 4 rotation, is connected in the axial direction via a non-magnetic material, and is held on the rotor shaft by a holding member formed at a predetermined position via the magnetic material. Rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor.
久磁石形ステッピングモータ又は請求項2記載のアウタ
ーロータ形多相永久磁石形ステッピングモータにおい
て、前記固定子の磁極の数を6m個に形成し、回転子の
磁極数Prを下式の関係を満足するように形成した6相
6m極のインナーロータ形又はアウターロータ形多相永
久磁石形ステッピングモータ。 Pr=2m(6n+1) 又はPr=2m(6n+2) 但し、Pr=2×(360°/τR)、m≧1,n≧1
の整数とする。また、τRは回転子の磁極の形成ピッチ
である。3. The inner rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 1, or the outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 2, wherein the number of magnetic poles of the stator is 6 m. An inner rotor type or outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor having 6-phase 6-m poles in which the number of magnetic poles Pr of the rotor satisfies the following relationship. Pr = 2m (6n + 1) or Pr = 2m (6n + 2) where Pr = 2 × (360 ° / τR), m ≧ 1, n ≧ 1
Integer. Further, τR is the pitch at which the magnetic poles of the rotor are formed.
久磁石形ステッピングモータ又は請求項2記載のアウタ
ーロータ形多相永久磁石形ステッピングモータにおい
て、前記固定子の磁極の数を10m個に形成し、回転子
の磁極数Prを、下式の関係を満足するように形成した
10相10m極のインナーロータ形又はアウターロータ
形多相永久磁石形ステッピングモータ。 Pr=2m(10n+2) 又はPr=2m(10n+
3) 但し、Pr=2×(360°/τR)、m≧1、n≧1
の整数とする。また、τRは回転子の磁極の形成ピッチ
である。4. The inner rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 1, or the outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 2, wherein the number of magnetic poles of the stator is 10 m. An inner rotor type or outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor having a 10-phase 10-meter pole formed so that the number of magnetic poles Pr of the rotor satisfies the following relationship. Pr = 2m (10n + 2) or Pr = 2m (10n + 2)
3) However, Pr = 2 × (360 ° / τR), m ≧ 1, n ≧ 1
Integer. Further, τR is the pitch at which the magnetic poles of the rotor are formed.
ナーロータ形またはアウターロータ形多相永久磁石形ス
テッピングモータにおいて、 各固定子は所定形状寸法の磁極の先端部に、該磁極形状
に対して線対称に極歯を形成したm個の磁極と、前記線
対称に極歯を形成した磁極の極歯配設ピッチの1/4偏
位させて極歯を形成したm個の磁極を交互に形成した磁
性体板とを所定枚数積層し、さらに前記磁性体板と同一
形状に形成した磁性体板を180°/h回転偏位して所
定枚数積層して各積層体を固定し、巻線を巻き回して構
成したインナーロータ形又はアウタロータ形多相永久磁
石形ステッピングモータ。但し、hは6m、10mのい
ずれかとし、m≧1の整数とする。5. The inner rotor type or outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 1, wherein each stator is provided at a tip of a magnetic pole having a predetermined shape and size. On the other hand, m magnetic poles having pole teeth formed in line symmetry and m magnetic poles having pole teeth formed by deviating by 4 of the pole tooth arrangement pitch of the magnetic poles having pole teeth formed in line symmetry are provided. A predetermined number of magnetic plates and alternately formed magnetic plates are laminated, and a predetermined number of magnetic plates formed in the same shape as the magnetic plate are deviated by 180 ° / h and fixed, and each laminated body is fixed. An inner rotor type or outer rotor type polyphase permanent magnet type stepping motor configured by winding windings. Here, h is any of 6 m and 10 m, and m is an integer of 1 or more.
ナーロータ形またはアウターロータ形多相永久磁石形ス
テッピングモータにおいて、 固定子の極歯形成ピッチτsと回転子の磁極の形成ピッ
チτRとを下式の関係を満足するように形成したインナ
ーロータ形又はアウターロータ形多相永久磁石形ステッ
ピングモータ。 0.75τR≦τs≦1.25τR6. An inner rotor type or outer rotor type multi-phase permanent magnet type stepping motor according to claim 1, wherein a pitch τs of pole teeth of the stator and a pitch τR of poles of the rotor are formed. Is formed so as to satisfy the following relationship: 0.75τR ≦ τs ≦ 1.25τR
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000403359A JP2002204562A (en) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Polyphase permanent magnet-type stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000403359A JP2002204562A (en) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Polyphase permanent magnet-type stepping motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002204562A true JP2002204562A (en) | 2002-07-19 |
Family
ID=18867496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000403359A Pending JP2002204562A (en) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Polyphase permanent magnet-type stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2002204562A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7633191B2 (en) | 2005-04-04 | 2009-12-15 | Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha | Multiphase step motor |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000403359A patent/JP2002204562A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7633191B2 (en) | 2005-04-04 | 2009-12-15 | Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha | Multiphase step motor |
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