JP3182196B2 - ３相ハイブリッド形ステッピングモータ - Google Patents
３相ハイブリッド形ステッピングモータInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/02—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type
- H02K37/04—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of variable reluctance type with rotors situated within the stators
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- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定子に１２個の突極
を有する３相ハイブリッド形ステッピングモータに関す
る。
を有する３相ハイブリッド形ステッピングモータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド形ステッピングモー
タの固定子鉄心の形状としては、例えば図８及び図９の
固定子鉄心の断面図に示すものがよく知られており、図
８は２相専用に、図９は５相専用に、それぞれ設計され
たものである。
タの固定子鉄心の形状としては、例えば図８及び図９の
固定子鉄心の断面図に示すものがよく知られており、図
８は２相専用に、図９は５相専用に、それぞれ設計され
たものである。
【０００３】この２相ステッピングモータは歴史的にも
古くからあり、最も一般的であるが振動や共振の問題が
あり、そのため、より低振動で高分解能、高速性に優れ
たモータとして、５相ステッピングモータが開発された
という経緯がある。
古くからあり、最も一般的であるが振動や共振の問題が
あり、そのため、より低振動で高分解能、高速性に優れ
たモータとして、５相ステッピングモータが開発された
という経緯がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、５相ス
テッピングモータの場合は、バイポーラ駆動をするため
に必要なスイッチング素子の数が少なくとも１０個必要
であり、２相ステッピングモータの場合の８個に比べて
多く、駆動回路の複雑さとともに、コスト高になるとい
う問題点があった。
テッピングモータの場合は、バイポーラ駆動をするため
に必要なスイッチング素子の数が少なくとも１０個必要
であり、２相ステッピングモータの場合の８個に比べて
多く、駆動回路の複雑さとともに、コスト高になるとい
う問題点があった。
【０００５】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、２相ステッピングモー
タよりも振動、分解能、高速性に優れるとともに、その
駆動回路が単純、かつコストが安価な３相ハイブリッド
形ステッピングモータを提供することにある。
その目的は前記問題点を解消し、２相ステッピングモー
タよりも振動、分解能、高速性に優れるとともに、その
駆動回路が単純、かつコストが安価な３相ハイブリッド
形ステッピングモータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、固定子は、放射状に配設された１２
個の突極を有し、該各突極の回転子と対向する面には、
それぞれ複数個の固定子歯が設けられているハイブリッ
ド形ステッピングモータにおいて、前記固定子突極は、
ａを２以上の整数とするとき、固定子歯がａ個設けられ
たものと、（ａ＋１）個設けられたものとが交互に配設
されており、前記ａ個設けられた固定子歯の歯ピッチ角
τＳ１と前記（ａ＋１）個設けられた固定子歯の歯ピッ
チ角τＳ２ 及び回転子歯の歯ピッチ角τ Ｒ とは、τ Ｓ1 ≧τ Ｒ ≧τ Ｓ2 の関係を満足するとともに、前記各突極及び各突極に設
けられた固定子歯群の中心のなすピッチ角は３０°の等
ピッチで、かつ互いに隣接する前記固定子突極の一方の
固定子歯群の中心と前記回転子歯がちょうど対向してい
るとき、他方の固定子歯群の中心と前記回転子歯のなす
角度が、（±１／６）τ Ｒ 、又は（±１／３）τ Ｒ であ
る３相ハイブリッド形ステッピングモータを特徴とす
る。次に、前記固定子歯群の中心と前記回転子歯のなす
角度について説明する。 互いに隣接する固定子突極の、
一方の固定子歯群の中心と回転子歯がちょうど対向して
いるとき、他方の固定子歯群の中心と回転子歯のなす角
度を（±１／６）τ Ｒ または（±１／３）τ Ｒ にすると
いうことは、前記一方の固定子突極の固定子歯と回転子
歯がちょうど対向しているとき、隣接する他方の固定子
突極の固定子歯と回転子歯のなす角度を（±４／６）τ
Ｒ または（±５／６）τ Ｒ にするということである。 す
なわち、互いに隣接する固定子突極の固定子歯数は偶数
と奇数であるため、固定子歯群の中心のなす角と固定子
歯のなす角は（１／２）τ Ｒ ずれている。したがって、
固定子歯と回転子歯のなす角度を、固定子歯群の中心と
回転子歯のなす角度に換算すると、（±４／６）τ
Ｒ は、 （±４／６）τ Ｒ −（±１／２）τ Ｒ ＝（±１／６）τ Ｒ となる。同様に、（±５／６）τ Ｒ は、 （±５／６）τ Ｒ −（±１／２）τ Ｒ ＝（±１／３）τ Ｒ となる。 次に前記条件を満足する回転子歯数Ｚ Ｒ を求め
てみる。 互いに隣接する固定子歯群の中心のなす角度は
３０゜であるので、前記条件は、 ３０＝ｎτ Ｒ ±（１／６）τ Ｒ 、又は ３０＝ｎτ Ｒ ±（１／３）τ Ｒ と表せる。なお、図１０は、ある固定子突極の固定子歯
数が４個の固定子歯群の中心と回転子歯がちょうど対向
しているとき、隣接する他方の突極の固定子歯群の中心
と回転子歯のなす角度が（１／６）τ Ｒ である場合を示
す。ここで両式の両辺に１２を掛けると、 ３６０＝１２ｎτ Ｒ ±２τ Ｒ 、又は ３６０＝１２ｎτ Ｒ ±４τ Ｒ 両式の両辺をτ Ｒ で割ると、左辺は回転子歯数Ｚ Ｒ にな
るので. Ｚ Ｒ ＝１２ｎ±２、又は Ｚ Ｒ ＝１２ｎ±４ となる。ここでｎは整数であるが、一般にステッピング
モータとして動作させるためには、（固定子歯総数
Ｚ Ｓ )＜（回転子歯数Ｚ Ｒ ）である必要があり、これか
ら、ａ＜ｎを満足する整数となる。
の本発明の構成は、固定子は、放射状に配設された１２
個の突極を有し、該各突極の回転子と対向する面には、
それぞれ複数個の固定子歯が設けられているハイブリッ
ド形ステッピングモータにおいて、前記固定子突極は、
ａを２以上の整数とするとき、固定子歯がａ個設けられ
たものと、（ａ＋１）個設けられたものとが交互に配設
されており、前記ａ個設けられた固定子歯の歯ピッチ角
τＳ１と前記（ａ＋１）個設けられた固定子歯の歯ピッ
チ角τＳ２ 及び回転子歯の歯ピッチ角τ Ｒ とは、τ Ｓ1 ≧τ Ｒ ≧τ Ｓ2 の関係を満足するとともに、前記各突極及び各突極に設
けられた固定子歯群の中心のなすピッチ角は３０°の等
ピッチで、かつ互いに隣接する前記固定子突極の一方の
固定子歯群の中心と前記回転子歯がちょうど対向してい
るとき、他方の固定子歯群の中心と前記回転子歯のなす
角度が、（±１／６）τ Ｒ 、又は（±１／３）τ Ｒ であ
る３相ハイブリッド形ステッピングモータを特徴とす
る。次に、前記固定子歯群の中心と前記回転子歯のなす
角度について説明する。 互いに隣接する固定子突極の、
一方の固定子歯群の中心と回転子歯がちょうど対向して
いるとき、他方の固定子歯群の中心と回転子歯のなす角
度を（±１／６）τ Ｒ または（±１／３）τ Ｒ にすると
いうことは、前記一方の固定子突極の固定子歯と回転子
歯がちょうど対向しているとき、隣接する他方の固定子
突極の固定子歯と回転子歯のなす角度を（±４／６）τ
Ｒ または（±５／６）τ Ｒ にするということである。 す
なわち、互いに隣接する固定子突極の固定子歯数は偶数
と奇数であるため、固定子歯群の中心のなす角と固定子
歯のなす角は（１／２）τ Ｒ ずれている。したがって、
固定子歯と回転子歯のなす角度を、固定子歯群の中心と
回転子歯のなす角度に換算すると、（±４／６）τ
Ｒ は、 （±４／６）τ Ｒ −（±１／２）τ Ｒ ＝（±１／６）τ Ｒ となる。同様に、（±５／６）τ Ｒ は、 （±５／６）τ Ｒ −（±１／２）τ Ｒ ＝（±１／３）τ Ｒ となる。 次に前記条件を満足する回転子歯数Ｚ Ｒ を求め
てみる。 互いに隣接する固定子歯群の中心のなす角度は
３０゜であるので、前記条件は、 ３０＝ｎτ Ｒ ±（１／６）τ Ｒ 、又は ３０＝ｎτ Ｒ ±（１／３）τ Ｒ と表せる。なお、図１０は、ある固定子突極の固定子歯
数が４個の固定子歯群の中心と回転子歯がちょうど対向
しているとき、隣接する他方の突極の固定子歯群の中心
と回転子歯のなす角度が（１／６）τ Ｒ である場合を示
す。ここで両式の両辺に１２を掛けると、 ３６０＝１２ｎτ Ｒ ±２τ Ｒ 、又は ３６０＝１２ｎτ Ｒ ±４τ Ｒ 両式の両辺をτ Ｒ で割ると、左辺は回転子歯数Ｚ Ｒ にな
るので. Ｚ Ｒ ＝１２ｎ±２、又は Ｚ Ｒ ＝１２ｎ±４ となる。ここでｎは整数であるが、一般にステッピング
モータとして動作させるためには、（固定子歯総数
Ｚ Ｓ )＜（回転子歯数Ｚ Ｒ ）である必要があり、これか
ら、ａ＜ｎを満足する整数となる。
【０００７】
【作用】本発明は前記のように構成されているので、互
いに隣接する突極間での固定子歯のずれピッチが±（４
／６）τ Ｒ で、しかも突極を等間隔に配置でき、また、
互いに隣接する突極間での固定子歯のずれピッチが±
（５／６）τＲで、しかも突極を等間隔に配置できる。
前記±（１／６）τ Ｒ の場合には、固定子相巻線の結線
方式は、図２に示すように、１相あたりの極対数を４、
すなわち８極に構成することができるため、突極数１２
個の３相モータにおいて、通常行われている１相あたり
の極対数を２、すなわち４極に構成する方式に比べ、固
定子磁路を短く構成できる。また、その結果、ヨーク部
の磁束密度を低くすることができるため、前記の通常方
式に比べ、鉄損を約半分にすることができる。これは、
高速性に優れるという効果がある。
いに隣接する突極間での固定子歯のずれピッチが±（４
／６）τ Ｒ で、しかも突極を等間隔に配置でき、また、
互いに隣接する突極間での固定子歯のずれピッチが±
（５／６）τＲで、しかも突極を等間隔に配置できる。
前記±（１／６）τ Ｒ の場合には、固定子相巻線の結線
方式は、図２に示すように、１相あたりの極対数を４、
すなわち８極に構成することができるため、突極数１２
個の３相モータにおいて、通常行われている１相あたり
の極対数を２、すなわち４極に構成する方式に比べ、固
定子磁路を短く構成できる。また、その結果、ヨーク部
の磁束密度を低くすることができるため、前記の通常方
式に比べ、鉄損を約半分にすることができる。これは、
高速性に優れるという効果がある。
【０００８】
【実施例】以下、図面に基いて本発明の好適な実施例を
例示的に詳しく説明する。 （第１実施例）図１ないし図３は本発明の３相ハイブリ
ッド形ステッピングモータの第１実施例を示す。図１は
前記ステッピングモータの固定子鉄心の断面図で、回転
子鉄心との相互関係を示す。
例示的に詳しく説明する。 （第１実施例）図１ないし図３は本発明の３相ハイブリ
ッド形ステッピングモータの第１実施例を示す。図１は
前記ステッピングモータの固定子鉄心の断面図で、回転
子鉄心との相互関係を示す。
【０００９】図１において、前記ステッピングモータの
鉄心は、固定子鉄心１と回転子鉄心２とから構成され
る。固定子鉄心１内に放射状に配設された１２個の固定
子突極１1 ，１2 ，１3 ……１11，１12は、回転子鉄心
２に対向する面に、それぞれａ個（ただし、ａは１以上
の整数）の固定子歯３が歯ピッチτS1で設けられたもの
と、（ａ＋１）個の固定子歯４が歯ピッチτS2（ただ
し、τS1≧τS2）で設けられたものとが交互に配設され
ている。
鉄心は、固定子鉄心１と回転子鉄心２とから構成され
る。固定子鉄心１内に放射状に配設された１２個の固定
子突極１1 ，１2 ，１3 ……１11，１12は、回転子鉄心
２に対向する面に、それぞれａ個（ただし、ａは１以上
の整数）の固定子歯３が歯ピッチτS1で設けられたもの
と、（ａ＋１）個の固定子歯４が歯ピッチτS2（ただ
し、τS1≧τS2）で設けられたものとが交互に配設され
ている。
【００１０】そして、前記各突極１1 ，１2 ，１3 ……
１11，１12及び該各突極１1 ，１2，１3 ……１11，１
12に設けられた固定子歯３，４群は、その中心をなすピ
ッチ角が、３０°の等ピッチで配設されている。
１11，１12及び該各突極１1 ，１2，１3 ……１11，１
12に設けられた固定子歯３，４群は、その中心をなすピ
ッチ角が、３０°の等ピッチで配設されている。
【００１１】他方、回転子鉄心２の外周にも多数の回転
子歯５が設けられており、該回転子鉄心２に貫通して配
設された出力軸６から、所定のステップ角で機械的トル
クを出力する。
子歯５が設けられており、該回転子鉄心２に貫通して配
設された出力軸６から、所定のステップ角で機械的トル
クを出力する。
【００１２】図１は、前記関係式の各数値ａ，ｎ，回転
子歯数ＺR ，歯ピッチτS1，τS2を、ａ＝３，ｎ＝４，
ＺR ＝１２n ＋２＝５０、τS1＝７．２°、τS2＝６．
９°とした場合を示している。すなわち、前記突極
１1 ，１3 ，１5 ，１7 ，１9 ，１11には４個の固定子
歯４が歯ピッチ６．９°で設けられており、前記突極１
2，１4 ，１6 ，１8 ，１10，１12には３個の固定子歯
３が歯ピッチ７．２°で設けられている。
子歯数ＺR ，歯ピッチτS1，τS2を、ａ＝３，ｎ＝４，
ＺR ＝１２n ＋２＝５０、τS1＝７．２°、τS2＝６．
９°とした場合を示している。すなわち、前記突極
１1 ，１3 ，１5 ，１7 ，１9 ，１11には４個の固定子
歯４が歯ピッチ６．９°で設けられており、前記突極１
2，１4 ，１6 ，１8 ，１10，１12には３個の固定子歯
３が歯ピッチ７．２°で設けられている。
【００１３】同図の状態（すなわち、回転子歯数ＺR ＝
１２n ±２）における前記各突極１1 ，１2 ，１3 ……
１11，１12の内周面に設けられた固定子歯３，４と、回
転子鉄心２の外周に設けられた回転子歯５とのずれ角
は、回転子歯ピッチτR を単位とすれば、それぞれ（０
／６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR である。
１２n ±２）における前記各突極１1 ，１2 ，１3 ……
１11，１12の内周面に設けられた固定子歯３，４と、回
転子鉄心２の外周に設けられた回転子歯５とのずれ角
は、回転子歯ピッチτR を単位とすれば、それぞれ（０
／６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR，（２／６）τR ，（０／
６）τR ，（４／６）τR ，（２／６）τR である。
【００１４】従って、図２に示すように、突極１1 ，１
4 ，１7 ，１10に巻装された巻線Ｗ1 ，Ｗ4 ，Ｗ7 ，Ｗ
10を同極性に結線してＡ相とし、突極１3 ，１6 ，
１9 ，１12に巻装された巻線Ｗ3 ，Ｗ6 ，Ｗ9 ，Ｗ
12を、前記Ａ相と同様に、同極性に結線してＢ相とす
る。
4 ，１7 ，１10に巻装された巻線Ｗ1 ，Ｗ4 ，Ｗ7 ，Ｗ
10を同極性に結線してＡ相とし、突極１3 ，１6 ，
１9 ，１12に巻装された巻線Ｗ3 ，Ｗ6 ，Ｗ9 ，Ｗ
12を、前記Ａ相と同様に、同極性に結線してＢ相とす
る。
【００１５】又、残りの突極１2 ，１5 ，１8 ，１11に
巻装された巻線Ｗ2 ，Ｗ5 ，Ｗ8 ，Ｗ11も、同様に同極
性に結線してＣ相とすると、各Ａ，Ｂ，Ｃ相巻線に、同
図で上から下に向って電流を流したときに発生するトル
クベクトルＴA ，ＴB ，ＴCは、前記ずれ角の関係から
図３に示すように、電気角で１２０°の位相角をもつこ
とになる。
巻装された巻線Ｗ2 ，Ｗ5 ，Ｗ8 ，Ｗ11も、同様に同極
性に結線してＣ相とすると、各Ａ，Ｂ，Ｃ相巻線に、同
図で上から下に向って電流を流したときに発生するトル
クベクトルＴA ，ＴB ，ＴCは、前記ずれ角の関係から
図３に示すように、電気角で１２０°の位相角をもつこ
とになる。
【００１６】又、前記各Ａ，Ｂ，Ｃ相巻線に、同図で下
から上に向って電流を流したときに発生するトルクベク
トルは、−ＴA ，−ＴB ，−ＴC であるから、電気角で
６０°ずつ一定方向に回転するトルクベクトルＴA ，−
ＴC ，ＴB ，−ＴA ，ＴC ，−ＴB を発生することがで
きる。
から上に向って電流を流したときに発生するトルクベク
トルは、−ＴA ，−ＴB ，−ＴC であるから、電気角で
６０°ずつ一定方向に回転するトルクベクトルＴA ，−
ＴC ，ＴB ，−ＴA ，ＴC ，−ＴB を発生することがで
きる。
【００１７】その基本ステップ角θS は、トルクベクト
ル位相角（電気角）／回転子歯数より、θS ＝６０／５
０＝１．２°となり、ステップ角１．２°の３相ハイブ
リッド形ステッピングモータが構成できる。
ル位相角（電気角）／回転子歯数より、θS ＝６０／５
０＝１．２°となり、ステップ角１．２°の３相ハイブ
リッド形ステッピングモータが構成できる。
【００１８】なお、本実施例において、一方の突極
１1 ，１3 ，１5 ……に設けられた４個の固定子歯４の
歯ピッチを６．９°として、回転子歯５の歯ピッチ７．
２°よりも狭いバーニアピッチとし、他方の突極１2 ，
１4 ，１6 ……に設けられた３個の固定子歯３の歯ピッ
チを７．２°と、回転子歯５の歯ピッチと同じにするこ
とにより、固定子歯数の違いによる突極当りの発生トル
クの大きさの差を小さくすることができる。
１1 ，１3 ，１5 ……に設けられた４個の固定子歯４の
歯ピッチを６．９°として、回転子歯５の歯ピッチ７．
２°よりも狭いバーニアピッチとし、他方の突極１2 ，
１4 ，１6 ……に設けられた３個の固定子歯３の歯ピッ
チを７．２°と、回転子歯５の歯ピッチと同じにするこ
とにより、固定子歯数の違いによる突極当りの発生トル
クの大きさの差を小さくすることができる。
【００１９】（第２実施例）図４及び図５は本発明の３
相ハイブリッド形ステッピングモータの第２実施例を示
す。図４は前記ステッピングモータの固定子鉄心の断面
図で、回転子鉄心との相互関係を示す。図４において、
図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
相ハイブリッド形ステッピングモータの第２実施例を示
す。図４は前記ステッピングモータの固定子鉄心の断面
図で、回転子鉄心との相互関係を示す。図４において、
図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】図４は、前記関係式の各数値ａ，ｎ，回転
子歯数ＺR ，歯ピッチτS1，τS2を、ａ＝７，ｎ＝８，
ＺR ＝１２n ＋４＝１００，τS1＝τS2＝３．６°とし
た場合を示している。
子歯数ＺR ，歯ピッチτS1，τS2を、ａ＝７，ｎ＝８，
ＺR ＝１２n ＋４＝１００，τS1＝τS2＝３．６°とし
た場合を示している。
【００２１】同図の状態（すなわち、回転子歯数ＺR ＝
１２n ±４）における前記各突極１1 ，１2 ，１3 ……
１11，１12の内周面に設けられた固定子歯３，４と、回
転子２の外周に設けられた回転子歯５とのずれ角は、回
転子歯ピッチτR を単位とすれば、それぞれ（０／６）
τR ，（５／６）τR ，（４／６）τR ，（３／６）τ
R ，（２／６）τR ，（１／６）τR ，（０／６）
τR ，（５／６）τR ，（４／６）τR ，（３／６）τ
R ，（２／６）τR ，（１／６）τR である。
１２n ±４）における前記各突極１1 ，１2 ，１3 ……
１11，１12の内周面に設けられた固定子歯３，４と、回
転子２の外周に設けられた回転子歯５とのずれ角は、回
転子歯ピッチτR を単位とすれば、それぞれ（０／６）
τR ，（５／６）τR ，（４／６）τR ，（３／６）τ
R ，（２／６）τR ，（１／６）τR ，（０／６）
τR ，（５／６）τR ，（４／６）τR ，（３／６）τ
R ，（２／６）τR ，（１／６）τR である。
【００２２】従って、図５に示すように、各Ａ，Ｂ，Ｃ
相巻線は、各相内で交互に異極性に結線されることにな
る。この場合の基本ステップ角θS は、前記同様にθS
＝６０／１００＝０．６°となり、ステップ角０．６°
の３相ハイブリッド形ステッピングモータが構成でき
る。
相巻線は、各相内で交互に異極性に結線されることにな
る。この場合の基本ステップ角θS は、前記同様にθS
＝６０／１００＝０．６°となり、ステップ角０．６°
の３相ハイブリッド形ステッピングモータが構成でき
る。
【００２３】前記第１及び第２実施例によれば、前記固
定子鉄心１の固定子鉄心は、３０°ずつすれた６本の線
対称軸をもっており、６０°ごとの回し積みが行なえる
ため、固定子鉄心として磁気的及び機械的均一性を達成
できる。
定子鉄心１の固定子鉄心は、３０°ずつすれた６本の線
対称軸をもっており、６０°ごとの回し積みが行なえる
ため、固定子鉄心として磁気的及び機械的均一性を達成
できる。
【００２４】又、３個の相巻線Ａ，Ｂ，Ｃを図６（Ａ）
のようにスター結線、又は図６（Ｂ）のようにデルタ結
線とすることにより、図７に示すように、その駆動回路
１０を構成する出力段のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 …
…Ｑ6 の数を６個ですませることができる。
のようにスター結線、又は図６（Ｂ）のようにデルタ結
線とすることにより、図７に示すように、その駆動回路
１０を構成する出力段のスイッチング素子Ｑ1 ，Ｑ2 …
…Ｑ6 の数を６個ですませることができる。
【００２５】同時に、前記駆動回路１０のモータ接続端
子１１，１２，１３の数も３個となるため、駆動回路１
０の小形化、低コスト化が可能となる。又、３相ステッ
ピングモータＭからのリード線の数も３本ですむため、
該モータＭのコスト低減につながるだけでなく、前記駆
動回路１０への接続作業も楽になるなどの効果が得られ
る。
子１１，１２，１３の数も３個となるため、駆動回路１
０の小形化、低コスト化が可能となる。又、３相ステッ
ピングモータＭからのリード線の数も３本ですむため、
該モータＭのコスト低減につながるだけでなく、前記駆
動回路１０への接続作業も楽になるなどの効果が得られ
る。
【００２６】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の３相ハイブリッド形ステッピングモータによれば、１
２個の固定子突極、交互に配設される前記各突極に設け
られた各固定子歯の数、該固定子歯群の中心のなすピッ
チ角及び回転子歯数が互いに一定の関係を満足するよう
に構成されるので、２相ステッピングモータに比べて、
振動、分解能及び高速性に優れるとともに、２相、５相
ステッピングモータに比べて、その駆動回路が単純化で
き、かつコストを低減することができる。
の３相ハイブリッド形ステッピングモータによれば、１
２個の固定子突極、交互に配設される前記各突極に設け
られた各固定子歯の数、該固定子歯群の中心のなすピッ
チ角及び回転子歯数が互いに一定の関係を満足するよう
に構成されるので、２相ステッピングモータに比べて、
振動、分解能及び高速性に優れるとともに、２相、５相
ステッピングモータに比べて、その駆動回路が単純化で
き、かつコストを低減することができる。
【００２８】さらに、請求項に記載の条件±（１／６）
τ Ｒ に従って、３相ハイブリッド形ステッピングモータ
を構成した場合には、固定子相巻線の結線方式は、図２
に示すように、１相あたりの極対数を４、すなわち８極
に構成することができるため、突極数１２個の３相モー
タにおいて、通常行われている１相あたりの極対数を
２、すなわち４極に構成する方式に比べ、固定子磁路を
短く構成できる。また、その結果、ヨーク部の磁束密度
を低くすることができるため、前記の通常方式に比べ、
鉄損を約半分にすることができる。これは、高速時の特
性が大幅に改善されることを意味するという優れた効果
を奏する。
τ Ｒ に従って、３相ハイブリッド形ステッピングモータ
を構成した場合には、固定子相巻線の結線方式は、図２
に示すように、１相あたりの極対数を４、すなわち８極
に構成することができるため、突極数１２個の３相モー
タにおいて、通常行われている１相あたりの極対数を
２、すなわち４極に構成する方式に比べ、固定子磁路を
短く構成できる。また、その結果、ヨーク部の磁束密度
を低くすることができるため、前記の通常方式に比べ、
鉄損を約半分にすることができる。これは、高速時の特
性が大幅に改善されることを意味するという優れた効果
を奏する。
【図１】本発明の３相ハイブリッド形ステッピングモー
タの第１実施例を示す固定子鉄心の断面図である。
タの第１実施例を示す固定子鉄心の断面図である。
【図２】図１の固定子鉄心に３相巻線する場合の相巻線
の結線図である。
の結線図である。
【図３】図１の固定子鉄心に３相巻線した場合のトルク
ベクトル図である。
ベクトル図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す固定子鉄心の断面図
である。
である。
【図５】図４の固定子鉄心に３相巻線する場合の相巻線
の結線図である。
の結線図である。
【図６】本発明の３相ハイブリッド形ステッピングモー
タの内部結線図で、図６（Ａ）はスター結線図、図６
（Ｂ）はデルタ結線図である。
タの内部結線図で、図６（Ａ）はスター結線図、図６
（Ｂ）はデルタ結線図である。
【図７】本発明の３相ハイブリッド形ステッピングモー
タの駆動回路図である。
タの駆動回路図である。
【図８】従来のハイブリッド形ステッピングモータの２
相専用に設計された固定子鉄心の断面図である。
相専用に設計された固定子鉄心の断面図である。
【図９】従来のハイブリッド形ステッピングモータの５
相専用に設計された固定子鉄心の断面図である。
相専用に設計された固定子鉄心の断面図である。
【図１０】本発明の固定子歯数と回転子歯数の関係につ
いての説明図である。
いての説明図である。
１ 固定子鉄心 １1 ，１2 ，１3 ……１11，１12 固定子突極 ３，４ 固定子歯 ５ 回転子歯 ａ，ｎ 定数 τS1，τS2 固定子歯ピッチ ＺR 回転子歯数
Claims (1)
- 【請求項１】 固定子は、放射状に配設された１２個の
突極を有し、該各突極の回転子と対向する面には、それ
ぞれ複数個の固定子歯が設けられているハイブリッド形
ステッピングモータにおいて、 前記固定子突極は、ａを２以上の整数とするとき、固定
子歯がａ個設けられたものと、（ａ＋１）個設けられた
ものとが交互に配設されており、前記ａ個設けられた固
定子歯の歯ピッチ角τＳ１と前記（ａ＋１）個設けられ
た固定子歯の歯ピッチ角τＳ２ 及び回転子歯の歯ピッチ
角τ Ｒ とは、τ Ｓ1 ≧τ Ｒ ≧τ Ｓ2 の関係を満足するとともに、前記各突極及び各突極に設
けられた固定子歯群の中心のなすピッチ角は３０°の等
ピッチで、かつ互いに隣接する前記固定子突極の一方の
固定子歯群の中心と前記回転子歯がちょうど対向してい
るとき、他方の固定子歯群の中心と前記回転子歯のなす
角度が、（±１／６）τ Ｒ 、又は（±１／３）τ Ｒ であ
ることを特徴とする３相ハイブリッド形ステッピングモ
ータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07600792A JP3182196B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | ３相ハイブリッド形ステッピングモータ |
| DE4305729A DE4305729C2 (de) | 1992-02-27 | 1993-02-22 | Dreiphasen-Hybrid-Schrittmotor |
| US08/021,149 US5315192A (en) | 1992-02-27 | 1993-02-23 | Three-phase hybrid type stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07600792A JP3182196B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | ３相ハイブリッド形ステッピングモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05244759A JPH05244759A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3182196B2 true JP3182196B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=13592760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07600792A Expired - Lifetime JP3182196B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | ３相ハイブリッド形ステッピングモータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5315192A (ja) |
| JP (1) | JP3182196B2 (ja) |
| DE (1) | DE4305729C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3278770B2 (ja) * | 1992-07-31 | 2002-04-30 | ミネベア株式会社 | 多相ハイブリッド型ステッピングモータ |
| JP3388275B2 (ja) * | 1993-02-01 | 2003-03-17 | ミネベア株式会社 | 多相ハイブリッド型ステッピングモータの駆動方法 |
| US6124651A (en) * | 1993-02-01 | 2000-09-26 | Minebea Co., Ltd. | Method for driving stepping motor of multiphase hybrid type |
| JP3392737B2 (ja) * | 1997-11-12 | 2003-03-31 | 日本サーボ株式会社 | ３相ステッピングモータとその駆動方法 |
| US6777844B2 (en) * | 2000-10-24 | 2004-08-17 | Rexair, Inc. | Brushless motor |
| JP3535485B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2004-06-07 | 日本サーボ株式会社 | ３相ハイブリッド形ステッピングモータ |
| US6836035B1 (en) * | 2003-06-03 | 2004-12-28 | Joseph P. Pawletko | Stepper motor for vehicle propulsion by direct wheel drive |
| US6867525B2 (en) * | 2003-07-24 | 2005-03-15 | A.O. Smith Corporation | Brushless permanent magnet machine with axial modules of rotor magnetization skew and method of producing the same |
| US7247964B2 (en) * | 2003-07-24 | 2007-07-24 | A.O. Smith Corporation | Electrical machine with magnetized rotor |
| US6940198B2 (en) * | 2003-07-24 | 2005-09-06 | A. O. Smith Corporation | Brushless permanent magnet machine with reduced cogging and torque ripple and method of producing the same |
| US7339292B2 (en) * | 2003-09-22 | 2008-03-04 | Japan Servo Co., Ltd | Motor having shifted teeth of pressed powder construction |
| CN100416990C (zh) * | 2005-01-14 | 2008-09-03 | 科准电机股份有限公司 | 一种混合式步进电机转子齿数的计算方法 |
| JP4749056B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2011-08-17 | オリエンタルモーター株式会社 | モータのステータ構造 |
| JP2008268159A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-11-06 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 角度検出器 |
| FR2999036B1 (fr) * | 2012-12-05 | 2016-02-12 | Thales Sa | Moteur pas a pas a double rotor |
| US10090746B2 (en) | 2015-10-16 | 2018-10-02 | Lin Engineering, Inc. | 8-pole, 2-phase bipolar step motors with easy manufacture and optimum torque for size |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5716564A (en) * | 1980-07-02 | 1982-01-28 | Oriental Motor Kk | 4-phase hybrid type stepping motor |
| FR2554988B1 (fr) * | 1983-11-16 | 1988-05-06 | Telemecanique Electrique | Moteur pas a pas du type hybride polyphase et son dispositif de commande |
| US4792709A (en) * | 1987-03-18 | 1988-12-20 | The Superior Electric Company | Winding for operation of a three-phase stepping motor from a two-phase drive |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP07600792A patent/JP3182196B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-02-22 DE DE4305729A patent/DE4305729C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-23 US US08/021,149 patent/US5315192A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05244759A (ja) | 1993-09-21 |
| DE4305729C2 (de) | 1995-04-13 |
| US5315192A (en) | 1994-05-24 |
| DE4305729A1 (ja) | 1993-09-09 |
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