JP2687029B2 - ステッピングモータ - Google Patents
ステッピングモータInfo
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- JP2687029B2 JP2687029B2 JP2028431A JP2843190A JP2687029B2 JP 2687029 B2 JP2687029 B2 JP 2687029B2 JP 2028431 A JP2028431 A JP 2028431A JP 2843190 A JP2843190 A JP 2843190A JP 2687029 B2 JP2687029 B2 JP 2687029B2
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- Japan
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- rotor
- phase
- stepping motor
- stator
- magnetic poles
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は極数の多い大出力のロボット等に適用可能な
６相のステッピングモータに関するものである。
６相のステッピングモータに関するものである。
［従来の技術］ 従来のステッピングモータとしては、２相形のものが
主流を占めており，その構造は，第６図に示すように構
成されていた。
主流を占めており，その構造は，第６図に示すように構
成されていた。
同図（イ），（ロ）において,1は固定子ハウジング,2
は固定子鉄心で，これは磁極２−１〜２−８を構成して
いる。２−10は各磁極の外周に形成された極歯である。
３は固定子巻線で，前記各磁極に３−１〜３−８で示す
ように巻かれている。これら固定子鉄心2,固定子巻線３
で固定子Ｓが構成される。
は固定子鉄心で，これは磁極２−１〜２−８を構成して
いる。２−10は各磁極の外周に形成された極歯である。
３は固定子巻線で，前記各磁極に３−１〜３−８で示す
ように巻かれている。これら固定子鉄心2,固定子巻線３
で固定子Ｓが構成される。
4,4′はエンドブラケット,5,5′は軸受である。
６は回転子軸,7,8は夫々回転子磁極,7−10と８−10は
夫々上記回転子磁極7,8の外周に形成された極歯,9は永
久磁石で，これら６〜９で回転子Ｒが構成される。
夫々上記回転子磁極7,8の外周に形成された極歯,9は永
久磁石で，これら６〜９で回転子Ｒが構成される。
ところで，ステッピングモータの性能を示す指数中，
重要なものとしてステップ角θSがある。
重要なものとしてステップ角θSがある。
通常ステップ角θSは固定子巻線の相数Ｐと回転子磁
極に設けた極歯数Ｚにより決定され θS＝180°/P・Ｚ ……（１） と表されている。
極に設けた極歯数Ｚにより決定され θS＝180°/P・Ｚ ……（１） と表されている。
［発明が解決しようとする課題］ （１）式で示されたステップ角θSは,1相の巻線に順
次通電した場合の１相励磁の場合に得られる角度で，そ
のステッピングモータの固有のものである。
次通電した場合の１相励磁の場合に得られる角度で，そ
のステッピングモータの固有のものである。
ステップ角θSを小さくすると，分解度の高いステッ
ピングモータが得られ，制御性能を高くすることができ
るので種々の実施例がある。
ピングモータが得られ，制御性能を高くすることができ
るので種々の実施例がある。
（１）式は分母の相数Ｐと極歯数Ｚを多くするとθS
が小さくなることを示している。
が小さくなることを示している。
従来の２相形の永久磁石型ステッピングモータのステ
ップ角はθS＝180/2Zとなり，微小角とするにはＺを
大，従ってロータ歯巾を小さくせねばならないが，これ
には工作技術上の制約から限界があった。
ップ角はθS＝180/2Zとなり，微小角とするにはＺを
大，従ってロータ歯巾を小さくせねばならないが，これ
には工作技術上の制約から限界があった。
一方,4相,5相というように相数Ｐを増加することも考
えられるが，この場合には駆動回路のスイッチ数が増加
するので，回路が複雑かつ高価になるという問題があっ
た。
えられるが，この場合には駆動回路のスイッチ数が増加
するので，回路が複雑かつ高価になるという問題があっ
た。
本発明は従来のものの上述した課題を解決するように
したハイブリッド形の６相のステッピングモータを提供
することを目的とする。
したハイブリッド形の６相のステッピングモータを提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の６相のステッピングモータは，円環状ヨーク
に夫々巻線を巻装した複数の磁極を植設し，この磁極の
先端に夫々複数の極歯を設けた固定子と，この固定子の
極歯と空隙を介して対向し，その外周に複数の極歯を設
けた複数の回転子磁極の間に永久磁石を挟持し，回転子
軸と一体的に固着した回転子とを有するステッピングモ
ータにおいて，前記固定子に６相の巻線を装着し，か
つ，回転子磁極の外周に設けた磁歯の数Ｚが Ｚ＝ｍ（12n＋１）または Ｚ＝ｍ（12n＋11） となるように構成される。（但しm,nは共に正の整数と
する） ［実施例］ 以下第１図〜第５図に示す第１および第２の各実施例
に基き本発明を具体的に説明する。
に夫々巻線を巻装した複数の磁極を植設し，この磁極の
先端に夫々複数の極歯を設けた固定子と，この固定子の
極歯と空隙を介して対向し，その外周に複数の極歯を設
けた複数の回転子磁極の間に永久磁石を挟持し，回転子
軸と一体的に固着した回転子とを有するステッピングモ
ータにおいて，前記固定子に６相の巻線を装着し，か
つ，回転子磁極の外周に設けた磁歯の数Ｚが Ｚ＝ｍ（12n＋１）または Ｚ＝ｍ（12n＋11） となるように構成される。（但しm,nは共に正の整数と
する） ［実施例］ 以下第１図〜第５図に示す第１および第２の各実施例
に基き本発明を具体的に説明する。
本発明の実施例としては,6相のハイブリッド形ステッ
ピングモータの場合について説明する。
ピングモータの場合について説明する。
本発明のステッピングモータの回転子Ｒは従来例の２
相のステッピングモータの回転子Ｒと同様，永久磁石７
を中間にして回転子磁極8,9で挟むように構成し，各磁
極の極歯も形成されるが，その図示は省略する。なお，
極歯の歯数Ｚの設定については後述する。
相のステッピングモータの回転子Ｒと同様，永久磁石７
を中間にして回転子磁極8,9で挟むように構成し，各磁
極の極歯も形成されるが，その図示は省略する。なお，
極歯の歯数Ｚの設定については後述する。
a.第１の実施例 第１図は第１の実施例の固定子Ｓと回転子Ｒの配置を
示すためにＡ相分,B相分のみを取り出して描いた展開図
である。
示すためにＡ相分,B相分のみを取り出して描いた展開図
である。
第１の実施例は，同図に示すように固定子側，回転側
の１相（たとえばＡ相）の極歯が対向する位置にあると
き,2相目（Ｂ相）は回転子の極歯がステップ角θSだけ
左方位置となる場合である。
の１相（たとえばＡ相）の極歯が対向する位置にあると
き,2相目（Ｂ相）は回転子の極歯がステップ角θSだけ
左方位置となる場合である。
このために固定子側磁極の極間ピッチを360°/12m
に，また，回転子側磁極の極間ピッチを（360°/Z）×
ｎとなるように構成している。
に，また，回転子側磁極の極間ピッチを（360°/Z）×
ｎとなるように構成している。
ここで,Zは回転子の極歯数,mおよびｎは夫々正の整数
である。
である。
第１の実施例では，上記の構成から，ステップ角θS
について次の関係式が成立する。即ち， θS＝360/12m−（360/Z）×ｎ ……（１） θS＝30/Z ……（２） （１），（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ（12n＋１） ……（３） のようになる。
について次の関係式が成立する。即ち， θS＝360/12m−（360/Z）×ｎ ……（１） θS＝30/Z ……（２） （１），（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ（12n＋１） ……（３） のようになる。
本実施例の場合，第２相目（Ｂ相）が励磁されたとき
に，回転子の進む方向を第１図中に太い矢印（右方）で
示している。
に，回転子の進む方向を第１図中に太い矢印（右方）で
示している。
この第１の実施例の場合で,n＝１〜10,m＝１〜3,した
がって,p＝12〜36のときのＺとθSとを求めると，第２
図の図表に示すようになる。
がって,p＝12〜36のときのＺとθSとを求めると，第２
図の図表に示すようになる。
b.第２の実施例 第２の実施例の固定子磁極および回転子磁極の展開図
を第３図に示す。
を第３図に示す。
第２の実施例は，同図に示すように固定子側，回転側
の１相（たとえば,A相）の極歯が対向する位置にあると
きに,2相目の固定子磁極に対向する回転子の極歯は右方
位置にステップ角θSだけずれた位置にあるものと，左
方位置に11θSだけずれた位置にある場合である。
の１相（たとえば,A相）の極歯が対向する位置にあると
きに,2相目の固定子磁極に対向する回転子の極歯は右方
位置にステップ角θSだけずれた位置にあるものと，左
方位置に11θSだけずれた位置にある場合である。
このため，第２の実施例では第３図に示すように，固
定子側の極歯間ピッチは360°/12mに保持したまま，ま
た，回転子側磁極のピッチは図示のようにA,B相間は360
°/Z（ｎ−１）,B,C相間は360°/Zとなるように配置し
たものである。
定子側の極歯間ピッチは360°/12mに保持したまま，ま
た，回転子側磁極のピッチは図示のようにA,B相間は360
°/Z（ｎ−１）,B,C相間は360°/Zとなるように配置し
たものである。
この第２の実施例の場合，上記構成からステップ角θ
Sについて次の関係式が成立する。即ち， 11θS＝360/12m−（360/Z）×ｎ ……（４） θS＝30/Z ……（２） （４），（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ（12n＋11） ……（５） となる。
Sについて次の関係式が成立する。即ち， 11θS＝360/12m−（360/Z）×ｎ ……（４） θS＝30/Z ……（２） （４），（２）式からＺを求めると Ｚ＝ｍ（12n＋11） ……（５） となる。
本実施例の場合，第２相目（Ｂ相）が励磁されたとき
の回転子の進む方向は，第３図に太い矢印で示す方向
（左方）となり，第１の実施例の場合とは逆向きとな
る。
の回転子の進む方向は，第３図に太い矢印で示す方向
（左方）となり，第１の実施例の場合とは逆向きとな
る。
第２の実施例の場合で,n＝１〜6,m＝１〜3,したがっ
て,p＝12〜36のときのＺとθSを求めると第４図の図表
に示すようになる。
て,p＝12〜36のときのＺとθSを求めると第４図の図表
に示すようになる。
［作用］ 本発明の６相のステッピングモータは上述した（３）
式または（５）式の条件 即ち,Z＝ｍ（12n＋１） ……（３） またはＺ＝ｍ（12n＋11） ……（５） のいずれかの条件を満足する回転子の極歯数Ｚを有する
永久磁石型回転子と固定子鉄心に６相の巻線を装着する
ことにより，必要な微小なステップ角θSで回転するも
のである。
式または（５）式の条件 即ち,Z＝ｍ（12n＋１） ……（３） またはＺ＝ｍ（12n＋11） ……（５） のいずれかの条件を満足する回転子の極歯数Ｚを有する
永久磁石型回転子と固定子鉄心に６相の巻線を装着する
ことにより，必要な微小なステップ角θSで回転するも
のである。
第５図は本発明の６相のステッピングモータの動作原
理を示すものである。
理を示すものである。
即ち，同図（イ）はＡ相〜Ｆ相巻線を励磁するための
パルスの発生順序を示すパルスシーケンステーブル，同
図（ロ）は同図（イ）によってＡ相〜Ｆ相巻線の励磁用
パルス波形を示すパルスシーケンス，また，同図（ハ）
はｍ＝1,p＝12の場合における各相の固定子，回転子の
励磁により生ずるN,S極性の推移を示す図である。
パルスの発生順序を示すパルスシーケンステーブル，同
図（ロ）は同図（イ）によってＡ相〜Ｆ相巻線の励磁用
パルス波形を示すパルスシーケンス，また，同図（ハ）
はｍ＝1,p＝12の場合における各相の固定子，回転子の
励磁により生ずるN,S極性の推移を示す図である。
なお，第２図，第４図を参照することにより，本発明
の構成とすることにより微小で，実用的なステップ角の
ステッピングモータが得られることが理解できる。
の構成とすることにより微小で，実用的なステップ角の
ステッピングモータが得られることが理解できる。
［発明の効果］ 本発明のステッピングモータは，回転子の極歯数Ｚを
Ｚ＝ｍ（12n＋１）またはＺ＝ｍ（12n＋11）とすること
により６相のハイブリッド形のステッピングモータを実
現したものであり，次のような優れた効果を有する。
Ｚ＝ｍ（12n＋１）またはＺ＝ｍ（12n＋11）とすること
により６相のハイブリッド形のステッピングモータを実
現したものであり，次のような優れた効果を有する。
回転子の極歯の数を多く設けなくても，従来の２相
等のものに比べて微小のステップ角が得られる。
等のものに比べて微小のステップ角が得られる。
市販のハイブリッド形の多相のステッピングモータ
は５相までであり，本発明で６相のハイブリッド形のス
テッピングモータが始めて実現できた。
は５相までであり，本発明で６相のハイブリッド形のス
テッピングモータが始めて実現できた。
しかも，微小の実用的なステップ角が得られるので，
低振動で，高精度の位置決めができるため，ロボット等
の多くの用途に適用可能である。
低振動で，高精度の位置決めができるため，ロボット等
の多くの用途に適用可能である。
なお，本願発明の６相ステッピングモータの場合
は，既存の市場で広く使用されている安価な３相の駆動
回路を２組使用すれば良いから，スイッチ数は６個必要
とするものの全体の回路構成を簡易化できる。従って，
量産効果を含めて，回路が複雑かつ高価になるという問
題も解決される。
は，既存の市場で広く使用されている安価な３相の駆動
回路を２組使用すれば良いから，スイッチ数は６個必要
とするものの全体の回路構成を簡易化できる。従って，
量産効果を含めて，回路が複雑かつ高価になるという問
題も解決される。
第１図〜第２図は夫々本発明の第１の実施例を示すもの
で，その内，第１図は固定子と回転子の配置の第１例を
示す磁極の部分展開図，第２図はn,m（ｐ）の変化に対
する回転子の磁極数Ｚとステップ角θSの関係を示す図
表である。 第３図〜第４図は本発明の第２の実施例を示すもので，
その内，第３図は固定子と回転子の配置の第２例を示す
磁極の部分展開図，第４図はn,m（ｐ）の変化に対する
回転子の極歯数Ｚとステップ角θSの関係を示す図表で
ある。 第５図は本発明のステッピングモータの動作原理を示す
もので，その内，同図（イ）は各相のパルスシーケンス
テーブルを，（ロ）は各相のパルスシーケンスを，また
（ハ）各相の固定子，回転子の極性の推移を示す説明図
である。 また，第６図は従来例を示すもので，その内，同図
（イ）は縦断正面図，同図（ロ）は（イ）のＡ−Ａ′断
面図である。 S:固定子 R:回転子
で，その内，第１図は固定子と回転子の配置の第１例を
示す磁極の部分展開図，第２図はn,m（ｐ）の変化に対
する回転子の磁極数Ｚとステップ角θSの関係を示す図
表である。 第３図〜第４図は本発明の第２の実施例を示すもので，
その内，第３図は固定子と回転子の配置の第２例を示す
磁極の部分展開図，第４図はn,m（ｐ）の変化に対する
回転子の極歯数Ｚとステップ角θSの関係を示す図表で
ある。 第５図は本発明のステッピングモータの動作原理を示す
もので，その内，同図（イ）は各相のパルスシーケンス
テーブルを，（ロ）は各相のパルスシーケンスを，また
（ハ）各相の固定子，回転子の極性の推移を示す説明図
である。 また，第６図は従来例を示すもので，その内，同図
（イ）は縦断正面図，同図（ロ）は（イ）のＡ−Ａ′断
面図である。 S:固定子 R:回転子
Claims (1)
- 【請求項１】円環状ヨークに夫々巻線を巻装した複数の
磁極を植設し，この磁極の先端に夫々複数の極歯を設け
た固定子と，この固定子の極歯と空隙を介して対向し，
その外周に複数の極歯を設けた複数の回転子磁極の間に
永久磁石を挟持し，回転子軸と一体的に固着した回転子
とを有するステッピングモータにおいて，前記固定子に
６相の巻線を装着し，かつ，回転子磁極の外周に設けた
極歯の数Ｚが Ｚ＝ｍ（12n＋１）または Ｚ＝ｍ（12n＋11） となるように構成したことを特徴とするステッピングモ
ータ。（但しm,nは共に正の整数とする）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028431A JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2028431A JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235652A JPH03235652A (ja) | 1991-10-21 |
| JP2687029B2 true JP2687029B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=12248474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2028431A Expired - Fee Related JP2687029B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | ステッピングモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2687029B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2619674B2 (ja) * | 1988-01-20 | 1997-06-11 | 日本サーボ株式会社 | 永久磁石形ステッピングモータ |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2028431A patent/JP2687029B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03235652A (ja) | 1991-10-21 |
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Legal Events
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