JP3342429B2 - ステッピングモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タに係り、特に、駆動時に生じる振動や騒音を良好に防
止可能なステッピングモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、１パルスの電気信号を送る毎
に、一定の角度ずつ回転駆動（間欠運動）を行うステッ
ピングモータが様々な技術分野で幅広く利用されている
ことが知られている。

【０００３】図４及び図５は、このようなステッピング
モータの一例である可変リラクタンスモータを図示した
ものであり、図４は可変リラクタンスモータ２００を出
力軸２９０に対して直角に切断した際の概略断面図を、
また、図５は可変リラクタンスモータ２００の概略駆動
回路図を示している。

【０００４】図４に示されるように、この可変リラクタ
ンスモータ２００は、内周面上から等間隔に突出配置さ
れた８極のステータ磁極突起２１０〜２１７を有する円
筒状のステータ２２０、各ステータ磁極突起２１０〜２
１７に巻回されたコイル２３０〜２３７、及び、外周面
上から等間隔に突出配置された６極のロータ磁極突起２
４０〜２４５を有する円筒状のロータ２５０等から構成
されている。

【０００５】これら８極のステータ磁極突起２１０〜２
１７のうち、互いに対向する位置にある一対のステータ
磁極突起２１０−２１４、２１１−２１５、２１２−２
１６、２１３−２１７に巻回されるコイル２３０−２３
４、２３１−２３５、２３２−２３６、２３３−２３７
は、図５に示されるように、それぞれが直列に接続され
ており、これらコイル２３０〜２３７が形成する磁界に
より、可変リラクタンスモータ２００内にそれぞれ４つ
の励磁相（φ１相〜φ４相）を形成する構成となってい
る。また、これら直列接続された一組のコイル２３０−
２３４、２３１−２３５、２３２−２３６、２３３−２
３７は、それぞれスイッチングトランジスタ２６０〜２
６７を介して直流電流電源２７０と並列に接続されてお
り、これらスイッチングトランジスタ２６０〜２６７を
制御することにより、順次選択された一組のコイル２３
０−２３４、２３１−２３５、２３２−２３６、２３３
−２３７に直流電流を供給している。更に、これら直列
接続された一組のコイル２３０−２３４、２３１−２３
５、２３２−２３６、２３３−２３７の両端には、スイ
ッチングトランジスタ２６０〜２６７の「ＯＮ」「ＯＦ
Ｆ」切り換え時に生成される逆起電力を環流させるため
に、８個のダイオード２８０〜２８７が設けられてい
る。

【０００６】ここで、このように構成された可変リラク
タンスモータ２００の駆動原理について以下に説明す
る。図示しない駆動指令部からの駆動信号に基づいて、
あるスイッチングトランジスタ２６０〜２６７を「Ｏ
Ｎ」にすると、直流電流電源２７０を介して、このスイ
ッチングトランジスタ２６０〜２６７に接続されたコイ
ル２３０〜２３７に直流電流が供給され、この直流電流
が供給されたコイル２３０〜２３７に対応する励磁相に
磁界が形成される。この磁界は、磁界が形成された励磁
相近傍に位置するロータ磁極突起２４０〜２４５に磁路
を広げるとともに、この磁路を短く、かつ、真っ直ぐに
しようとする力を発生する。この力は、磁界が形成され
た励磁相とロータ磁極突起２４０〜２４５を近づけよう
とする径方向吸引力及び回転方向吸引力として作用し、
この径方向吸引力及び回転方向吸引力を受けるロータ磁
極突起２４０〜２４５が、磁界が形成された励磁相近傍
へと移動することから、ロータ２５０全体が出力軸２９
０を中心に磁界が形成された励磁相とロータ磁極突起２
４０〜２４５とが対向する位置（最接近ポイント）まで
一定角度分回動する。そして、駆動指令部は、ロータ磁
極突起２４０〜２４５が最接近ポイントに達する際に、
スイッチングトランジスタ２６０〜２６７を「ＯＦＦ」
にするとともに、隣の励磁相を形成するコイル２３０〜
２３７に接続されたスイッチングトランジスタ２６０〜
２６７を「ＯＮ」に切り換え、上述した径方向吸引力及
び回転方向吸引力を隣の励磁相に発生させることによ
り、この隣の励磁相近傍に位置するロータ磁極突起２４
０〜２４５を引きつける構成となっている。

【０００７】つまり、上述した構成を有する可変リラク
タンスモータ２００は、スイッチングトランジスタ２６
０〜２６７を制御して、磁界を形成する励磁相を順次φ
１相→φ２相→φ３相→φ４相→φ１相というように繰
り返し切り換え、磁界が形成される励磁相近傍に発生す
る径方向吸引力及び回転方向吸引力を介してロータ磁極
突起２４０〜２４５を絶えず所望の方向へと導くことに
より、所望の回転駆動（間欠運動）を行うように構成さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た可変リラクタンスモータ２００では、磁界が形成され
た励磁相に発生する径方向吸引力が、スイッチングトラ
ンジスタ２６０〜２６７の「ＯＮ」「ＯＦＦ」を切り換
える瞬間に急激に変動することが知られており、この径
方向吸引力の変動差（エネルギー差）がステータ２２０
やロータ２５０に大きな振動もしくはその振動に伴う騒
音を発生するという問題があった。

【０００９】図６は、上述したステータ２２０やロータ
２５０に発生する振動の特性を示した振動特性図であ
り、縦軸にそれぞれコイル２３０〜２３７に供給される
直流電流（図６（Ａ）参照）、磁界が形成された励磁相
とロータ磁極突起２４０〜２４５間に生じる径方向吸引
力（図６（Ｂ）参照）、ステータ２２０やロータ２５０
に発生する径方向振動の振幅（図６（Ｃ）参照）、及
び、磁界が形成された励磁相とロータ磁極突起２４０〜
２４５間に生じる回転方向吸引力（図６（Ｄ）参照）を
示すとともに、横軸に時間の経過を示した図である。
尚、横軸に示される最離間ポイントは、磁界が形成され
た励磁相とロータ磁極突起２４０〜２４５とが最も離れ
た位置にある時の時間を示しており、逆に、最接近ポイ
ントは、磁界が形成された励磁相とロータ磁極突起２４
０〜２４５とが最も接近した位置にある時の時間を示し
ている。

【００１０】図６に示されるように、あるコイル２３０
〜２３７に直流電流を供給すると（図６（Ａ）参照）、
そのコイル２３０〜２３７が巻回された励磁相とロータ
磁極突起２４０〜２４５間に発生する径方向吸引力は、
磁界が形成された励磁相とロータ磁極突起２４０〜２４
５とが接近するにつれて徐々に増大し、磁界が形成され
た励磁相とロータ磁極突起２４０〜２４５とが最も接近
する位置（最接近ポイント）で最大となる（図６（Ｂ）
参照）。ところが、このコイル２３０〜２３７に供給さ
れる直流電流は、磁界が形成された励磁相とロータ磁極
突起２４０〜２４５とが対向する位置（最接近ポイン
ト）になった時点で遮断されるため（図６（Ａ）参
照）、この励磁相に形成される磁界が減少し、径方向吸
引力が急激に変動することから（図６（Ｂ）参照）、こ
の径方向吸引力の変動差（エネルギー差）に起因して、
ステータ２２０やロータ２５０に振動もしくは振動に伴
う騒音を発生させていた（図６（Ｃ）参照）。このステ
ータ２２０やロータ２５０の振動もしくは振動に伴う騒
音は、径方向吸引力の変動差（エネルギー差）に比例し
ているため、大きな直流電流を供給しなければならない
高出力モータや大型モータになるほど大きな振動や騒音
を生じることとなり、可変リラクタンスモータ２００の
利用価値を大幅に低下させてしまう原因となっていた。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ロータ位置に関係なくロータ全体に径方向吸
引力を働かせることにより、励磁相に生じる径方向吸引
力の変動差（エネルギー差）を減少させ、駆動時に生じ
る振動や騒音を良好に抑制可能なステッピングモータを
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のステッピングモータは、内周面上
から等間隔に突出配置される複数のステータ磁極突起、
及び、各ステータ磁極突起に第一コイルと第二コイルを
巻回して直流電流を供給することにより励磁相を形成可
能なコイルを有するステータ部と、前記コイルに供給す
る直流電流を制御することにより、前記励磁相に第一コ
イルの励磁により形成される第一磁界と第二コイルの励
磁により形成される第一磁界よりも強い第二磁界とを形
成可能な励磁制御部と、外周面上から等間隔に突出配置
される複数のロータ磁極突起を有するとともに、前記ス
テータ部の内側へ回動可能に収納されるロータ部とを備
えるステッピングモータであって、前記励磁制御部は、
前記励磁相の全てに第一磁界を形成しながら、順次選択
される励磁相に第二磁界を形成することにより、前記ロ
ータ部を回動させることを特徴とするものである。

【００１３】このステッピングモータによれば、各ステ
ータ磁極突起には、第一コイルと第二コイルとが巻回さ
れ、各第一コイルと第二コイルとに直流電流が供給され
ることによって、励磁相がステータ部に形成される。そ
して、励磁相に第一コイルの励磁により形成される第一
磁界と第二コイルの励磁により形成される第一磁界より
も強い第二磁界からなる２つの磁界を形成しながらロー
タ部を回動させる。これにより、励磁相に第一磁界によ
る径方向吸引力と第二磁界による径方向吸引力からなる
２つの径方向吸引力を形成することとなり、励磁相に生
じる径方向吸引力の変動差（エネルギー差）を、第二磁
界により形成される径方向吸引力から第一磁界により形
成される径方向吸引力を差し引いた差分に止めることが
できるため、ステータ部やロータ部に生じる径方向吸引
力の変動差（エネルギー差）を減少することができ、径
方向吸引力の変動差（エネルギー差）による振動もしく
は振動に伴う騒音を良好に抑制することが可能となる。
また、第一コイル及び第二コイルに所定の直流電流を供
給するか否かを制御するだけで、第一磁界もしくは第二
磁界を形成することが可能となり、磁界を形成するため
の直流電流制御を容易にすることができ、非常に好都合
である。

【００１４】また、請求項２に記載のステッピングモー
タは、請求項１に記載のステッピングモータにおいて、
ロータ部は、それぞれ隣り合うロータ磁極突起の端部を
短絡する磁性体のブリッジ部を有することを特徴とする
ものである。

【００１５】このステッピングモータによれば、隣り合
うロータ磁極突起の端部同士が磁性体のブリッジ部を介
して互いに繋がれる。これにより、全ての励磁相に形成
される第一磁界が磁性体のブリッジ部を介してロータ部
全域に広げられ、第一磁界による径方向吸引力を介し
て、ステータ部やロータ部に生じる振動を抑制すること
で、ステッピングモータの駆動時に生じる振動もしくは
振動に伴う騒音を良好に抑制することができる。

【００１６】更に、請求項３に記載のステッピングモー
タは、請求項１又は請求項２に記載のステッピングモー
タにおいて、第一磁界がロータ部に与える回動力は、ロ
ータ部を回動させるために要する回動力以下に設定され
ていることを特徴とするものである。

【００１７】このステッピングモータによれば、第一磁
界を介して発生する励磁相とロータ磁極突起間の回動力
によって、ロータ部が回転駆動されることがない。これ
により、第一磁界によってロータ部が不用意に回動され
ることがないため、ロータ部の停止位置決め精度の低下
を招くことがなく、駆動精度の良いステッピングモータ
を提供することが可能となる。

【００１８】また、請求項４に記載のステッピングモー
タは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のステッ
ピングモータにおいて、前記第一コイルにより形成され
る磁界の方向と、前記第二コイルにより形成される磁界
の方向とは、同一方向であることを特徴とするものであ
る。

【００１９】このステッピングモータによれば、第一コ
イルにより形成される磁界の方向と、第二コイルにより
形成される磁界の方向とが同一方向に形成される。これ
により、第一コイルにより形成される磁界と、第二コイ
ルにより形成される磁界とが打ち消しあうことがないの
で、第二磁界を形成するために要する第一コイル及び第
二コイルに供給する直流電流に無駄を生じることがな
く、非常に経済的である。

【００２０】また、請求項５に記載のステッピングモー
タは、請求項４に記載のステッピングモータにおいて、
前記第一コイルは、全て直列に接続されていることを特
徴とするものである。

【００２１】このステッピングモータによれば、全ての
第一コイルが直列に接続される。これにより、ステータ
磁極突起に対する第一コイルの巻回が容易になるととも
に、第一コイルに供給する直流電流の制御も容易にな
り、非常に好都合である。

【００２２】更に、請求項６に記載のステッピングモー
タは、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のステッ
ピングモータにおいて、前記第一コイルに直流電流を供
給する直流電流電源と、前記第二コイルに直流電流を供
給する直流電流電源とは同一のものであり、かつ、前記
第一コイル及び第二コイルが形成すべき磁界は、コイル
の巻線量、及び／又は、コイルに流れる直流電流値を調
整することによって形成されていることを特徴とするも
のである。

【００２３】このステッピングモータによれば、第一コ
イル及び第二コイルに直流電流を供給する直流電流電源
が同一であるとともに、第一コイル及び第二コイルが形
成すべき磁界が、コイルの巻線量、及び／又は、コイル
に流れる直流電流値を調整することにより形成される。
これにより、第一コイル及び第二コイルに直流電流を供
給するために別々の駆動回路や直流電流電源を設ける必
要がなく非常に好都合である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、ステッピングモータの一例である可変リラ
クタンスモータを図示しながら詳細に説明する。

【００２５】図１及び図２は、本実施形態に係る可変リ
ラクタンスモータを図示したものであり、図１は可変リ
ラクタンスモータ１０を出力軸７０に対して直角に切断
した際の概略断面図を、また、図２は可変リラクタンス
モータ１０の概略駆動回路図を示している。

【００２６】図１に示されるように、この可変リラクタ
ンスモータ１０は、円筒状のステータ２０、及び、ステ
ータ２０内部へ回動可能に収納された円筒状のロータ３
０等から構成されている。このステータ２０は、内周面
上から等間隔に突出配置された８極のステータ磁極突起
４０〜４７を備え、各ステータ磁極突起４０〜４７毎
に、第一コイル５０〜５７、及び、第二コイル６０〜６
７からなる２種類のコイルが巻回されている。また、ロ
ータ３０は、ロータ３０の回動力を伝達する出力軸７
０、外周面上から等間隔に突出配置された６極のロータ
磁極突起８０〜８５、及び、各ロータ磁極突起８０〜８
５の端部を短絡するブリッジ部９０〜９５等を備えてい
る。尚、これらステータ２０、ロータ３０、ステータ磁
極突起４０〜４７、ロータ磁極突起８０〜８５、及び、
ブリッジ部９０〜９５は、成層珪素鋼板を用いて形成さ
れているが、特にこれに限定されることなく、透磁率が
高く、磁束を良く通すものであれば他の材料によって形
成しても良い。

【００２７】また、図２に示されるように、これら８極
のステータ磁極突起４０〜４７に巻回される第一コイル
５０〜５７は、全てが直列に接続される一方、これら８
極のステータ磁極突起４０〜４７のうち、互いに対向す
る位置にある一対のステータ磁極突起４０−４４、４１
−４５、４２−４６、４３−４７に巻回される第二コイ
ル６０−６４、６１−６５、６２−６６、６３−６７
は、それぞれが一組となるように直列接続されており、
この第二コイル６０〜６７に直流電流を供給して形成さ
れる第二磁界により可変リラクタンスモータ１０内にそ
れぞれ４つの励磁相（φ１相〜φ４相）を形成する構成
となっている。尚、第一コイル５０〜５７により形成さ
れる第一磁界は、ロータ磁極突起８０〜８５を引き寄せ
る径方向吸引力及び回転方向吸引力として作用するが、
この回転方向吸引力の大きさは、ロータ３０を回動させ
るために要する回動力以下となるように第一コイル５０
〜５７の巻数を変えたり、や第一コイル５０〜５７に流
れる直流電流値を変えたり、あるいは、ブリッジ部９０
〜９５の有する短絡長や厚さ変えたりすることにより調
整されている。また、第一コイル５０〜５７が形成する
第一磁界の方向と、第二コイル６０〜６７が形成する第
二磁界の方向は、同一方向となるように第一コイル５０
〜５７、及び、第二コイル６０〜６７が巻回されてい
る。更に、第一コイル５０〜５７と第二コイル６０〜６
７とが共働して形成すべき第二磁界の強さは、第二コイ
ル６０〜６７の巻数を変えたり、第二コイル６０〜６７
に流れる直流電流の量を変えたりすることにより調整さ
れている。

【００２８】一方、これら第一コイル５０〜５７、及
び、直列接続された一組の第二コイル６０−６４、６１
−６５、６２−６６、６３−６７は、それぞれスイッチ
ングトランジスタ１００〜１０９を介して直流電流電源
１１０と並列に接続されており、これらスイッチングト
ランジスタ１００〜１０９を制御することにより、第一
コイル５０〜５７もしくは一組の第二コイル６０−６
４、６１−６５、６２−６６、６３−６７へ選択的に直
流電流を供給している。また、これら第一コイル５０〜
５７もしくは一組の第二コイル６０−６４、６１−６
５、６２−６６、６３−６７の両端には、スイッチング
トランジスタ１００〜１０９の「ＯＮ」「ＯＦＦ」切り
換え時に生成される逆起電力を環流させるために、１０
個のダイオード１２０〜１２９が設けられている。

【００２９】尚、このように構成される可変リラクタン
スモータ１０の駆動原理は、基本的に従来の技術におい
て説明したものと同様であるため、ここではその詳細な
説明を省略することとする。

【００３０】以下、本実施形態に係る可変リラクタンス
モータ１０に特有の駆動形式について詳細に説明する。
まず、図示しない駆動司令部からの駆動信号を認識した
際に、スイッチングトランジスタ１００、１０５を「Ｏ
Ｎ」にして、全ての第一コイル５０〜５７に対して直流
電流を供給することにより、全ての励磁相に第一磁界を
形成する。その後、順次選択される第二コイル６０〜６
７と接続されたスイッチングトランジスタ１００〜１０
４、１０６〜１０９、例えば、スイッチングトランジス
タ１０１、１０６を「ＯＮ」にして、φ１相に第二磁界
を形成する。そして、このスイッチングトランジスタ１
０１〜１０４、１０６〜１０９を制御することにより、
第二磁界を形成する励磁相をφ１相→φ２相→φ３相→
φ４相→φ１相といったように順次切り換え、ロータ３
０が絶えず所定方向（図中、反時計方向）へ回動するよ
うに誘導している。

【００３１】次に、上述した可変リラクタンスモータ１
０に特有の駆動形式によって発生するステータ２０やロ
ータ３０に発生する振動の特性について、図３に示す振
動特性図を参照しながら詳細に説明する。尚、図３に示
される縦軸は、それぞれ第一コイル５０〜５７に供給さ
れる直流電流（図３（Ａ）参照）、第二コイル６０〜６
７に供給される直流電流（図３（Ｂ）参照）、第二磁界
が形成される励磁相とロータ磁極突起８０〜８５間に生
じる径方向吸引力（図３（Ｃ）参照）、ステータ２０や
ロータ３０に生じる径方向振動の振幅（図３（Ｄ）参
照）、及び、第二磁界が形成される励磁相とロータ磁極
突起８０〜８５間に生じる回転方向吸引力（図３（Ｅ）
参照）を示すとともに、横軸に時間の経過を示してい
る。また、横軸に示される最離間ポイントは、第二磁界
が形成される励磁相とロータ磁極突起８０〜８５とが最
も離れた位置にある時の時間を示しており、逆に、最接
近ポイントは、第二磁界が形成される励磁相とロータ磁
極突起８０〜８５とが最も接近した位置にある時の時間
を示している。

【００３２】図３に示されるように、第二コイル６０〜
６７に直流電流を供給する際には（図３（Ｂ）参照）、
常に第一コイル５０〜５７に直流電流が供給されている
（図３（Ａ）参照）。そして、ある第二コイル６０〜６
７に直流電流を供給することにより生じる第二コイル６
０〜６７が巻回された励磁相とロータ磁極突起８０〜８
５間に発生する径方向吸引力は、第一コイル５０〜５７
を介して発生する径方向吸引力を始点として、第二磁界
が形成される励磁相とロータ磁極突起８０〜８５とが接
近するにつれて徐々に増大し、第二磁界が形成される励
磁相とロータ磁極突起８０〜８５とが最も接近する位置
（最接近ポイント）で最大となる（図３（Ｃ）参照）。
この第二コイル６０〜６７に対する直流電流の供給は、
第二磁界が形成された励磁相とロータ磁極突起８０〜８
５とが対向する位置（最接近ポイント）になった時点で
遮断されるため（図３（Ｂ）参照）、第二コイル６０〜
６７が巻回された励磁相に形成された第二磁界の減少に
従って径方向吸引力が急激に減少するが、その径方向吸
引力の減少は、第一コイル５０〜５７による径方向吸引
力のレベルで止まる（図３（Ｃ）参照）。これにより、
この径方向吸引力の変動差（エネルギー差）に起因する
ステータ２０やロータ３０に発生する振動もしくは振動
に伴う騒音は、第二コイル６０〜６７による径方向吸引
力から第一コイル５０〜５７による径方向吸引力を差し
引いた差分によって発生することとなり、従来の可変リ
ラクタンスモータ２００の駆動時に発生する振動もしく
は振動に伴う騒音よりも、大幅に抑制することが可能と
なる（図３（Ｄ）、及び、図６（Ｃ）参照）。

【００３３】このように、本実施形態の可変リラクタン
スモータ１０によれば、励磁相に第一コイル５０〜５７
が形成する第一磁界による径方向吸引力と、第二コイル
６０〜６７が形成する第二磁界による径方向吸引力とか
らなる２つの径方向吸引力を形成することにより、励磁
相に生じる径方向吸引力の変動差（エネルギー差）を第
二磁界を差し引いた差分に止めることができるため、ス
テータ２０やロータ３０に生じる径方向吸引力の変動差
（エネルギー差）を減少することができ、径方向吸引力
の変動差（エネルギー差）による振動もしくは振動に伴
う騒音を良好に抑制することが可能となる。

【００３４】また、隣り合うロータ磁極突起８０〜８５
の端部同士が磁性体のブリッジ部９０〜９５を介して互
いに繋がれているので、全ての励磁相に形成される第一
磁界が磁性体のブリッジ部９０〜９５を介してロータ３
０全域に広げられ、第一磁界による径方向吸引力によっ
て、ステータ２０やロータ３０に生じる振動を良好に抑
制することが可能となる。

【００３５】更に、励磁相に第一コイル５０〜５７が形
成する第一磁界による回動力によって、ロータ３０が回
動駆動されることがないので、第一磁界によってロータ
３０が不用意に回動されることがなく、ロータ３０の停
止位置決め精度の低下を招くことがなく、駆動精度の良
いステッピングモータを提供することが可能となる。

【００３６】また、第一磁界が第一コイル５０〜５７を
介して形成される一方、第二磁界が第一コイル５０〜５
７及び第二コイル６０〜６７を介して形成されるので、
第一コイル５０〜５７及び第二コイル６０〜６７に所定
の直流電流を供給するか否かを制御するだけで、第一磁
界もしくは第二磁界を形成することが可能となり、磁界
を形成するための直流電流制御を容易にすることがで
き、非常に好都合である。

【００３７】更に、第一コイル５０〜５７により形成さ
れる磁界の方向と、第二コイル６０〜６７により形成さ
れる磁界の方向とが同一方向に形成されるので、第一コ
イル５０〜５７により形成される磁界と、第二コイル６
０〜６７により形成される磁界とが打ち消しあうことが
なく、第二磁界を形成するために要する第一コイル５０
〜５７及び第二コイル６０〜６７に供給する直流電流に
無駄を生じることがない。

【００３８】また、全ての第一コイル５０〜５７は直列
に接続されるので、ステータ磁極突起４０〜４７に対す
る第一コイル５０〜５７の巻回が容易になるとともに、
第一コイル５０〜５７に供給する直流電流の制御も容易
になり、非常に好都合である。

【００３９】更に、第一コイル５０〜５７及び第二コイ
ル６０〜６７に直流電流を供給する直流電流電源１１０
が同一であるとともに、第一コイル５０〜５７及び第二
コイル６０〜６７が形成すべき磁界が、コイルの巻線量
やコイルに流れる直流電流値を調整することにより形成
されるので、第一コイル５０〜５７及び第二コイル６０
〜６７に直流電流を供給するために別々の駆動回路や直
流電流電源１１０を設ける必要がなく非常に好都合であ
る。

【００４０】尚、本発明は前記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改
良、変形が可能であることは勿論である。例えば、本実
施形態に係る可変リラクタンスモータ１０において、ス
テータ磁極突起４０〜４７に巻回された第二コイル６０
〜６７に対して、ステータ２０の中心よりに第一コイル
５０〜５７を巻回する例を挙げたが、勿論これに限定さ
れるものではなく、ステータ磁極突起４０〜４７に巻回
された第一コイル５０〜５７に対して、ステータ２０の
中心よりに第二コイル６０〜６７を巻回したり、第一コ
イル５０〜５７、及び、第二コイル６０〜６７をステー
タ磁極突起４０〜４７へ不規則に巻回したりしても、同
様な効果が得られることは言うまでもない。

【００４１】また、本実施形態に係る可変リラクタンス
モータ１０において、８極のステータ磁極突起４０〜４
７、及び、６極のロータ磁極突起８０〜８５を有した可
変リラクタンスモータ１０を例に挙げて説明したが、勿
論これに限定されるものではなく、可変リラクタンスモ
ータ１０を円滑に駆動できるものであれば、ステータ磁
極突起とロータ磁極突起の極数の組み合わせを、６極と
４極、１２極と８極のように他の極数の組み合わせであ
っても同様な効果が得られることは言うまでもない。

【００４２】更に、本実施形態に係る可変リラクタンス
モータ１０において、可変リラクタンスモータ１０の駆
動形式を１相励磁方式によって駆動する例を挙げて説明
したが、勿論これに限定されるものではなく、１−２相
励磁方式や、２相励磁方式等のように、他の駆動方式に
おいても同様な効果が得られることは言うまでもない。

【００４３】また、本実施形態に係る可変リラクタンス
モータ１０において、各ステータ磁極突起４０〜４７に
形成される第一磁界及び第二磁界を、第一コイル５０〜
５７及び第二コイル６０〜６７からなる２種類のコイル
を用いる例を挙げて説明したが、勿論これに限定される
ものではなく、第一磁界及び第二磁界を形成可能な３種
類以上のコイルを用いたり、１種類のコイルに対する直
流電流値を制御することにより第一磁界及び第二磁界を
形成しても同様な効果が得られることは言うまでもな
い。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ステッピングモータによれば、各ステータ磁極突起に
は、第一コイルと第二コイルとが巻回され、各第一コイ
ルと第二コイルとに直流電流が供給されることによっ
て、励磁相がステータ部に形成される。そして、励磁相
に第一コイルの励磁により形成される第一磁界と第二コ
イルの励磁により形成される第一磁界よりも強い第二磁
界からなる２つの磁界を形成しながらロータ部を回動さ
せる。これにより、励磁相に第一磁界による径方向吸引
力と第二磁界による径方向吸引力からなる２つの径方向
吸引力を形成することとなり、励磁相に生じる径方向吸
引力の変動差（エネルギー差）を、第二磁界により形成
される径方向吸引力から第一磁界により形成される径方
向吸引力を差し引いた差分に止めることができるため、
ステータ部やロータ部に生じる径方向吸引力の変動差
（エネルギー差）を減少することができ、径方向吸引力
の変動差（エネルギー差）による振動もしくは振動に伴
う騒音を良好に抑制することが可能となる。また、第一
コイル及び第二コイルに所定の直流電流を供給するか否
かを制御するだけで、第一磁界もしくは第二磁界を形成
することが可能となり、磁界を形成するための直流電流
制御を容易にすることができ、非常に好都合である。

【００４５】また、請求項２に記載のステッピングモー
タによれば、全ての励磁相に形成される第一磁界が磁性
体のブリッジ部を介してロータ部全域に広げられ、第一
磁界による径方向吸引力を介して、ステータ部やロータ
部に生じる振動を抑制することで、ステッピングモータ
の駆動時に生じる振動もしくは振動に伴う騒音を良好に
抑制することができる。

【００４６】更に、請求項３に記載のステッピングモー
タによれば、第一磁界によってロータ部が不用意に回動
されることがないため、ロータ部の停止位置決め精度の
低下を招くことがなく、駆動精度の良いステッピングモ
ータを提供することが可能となる。

【００４７】また、請求項４に記載のステッピングモー
タによれば、第一コイルにより形成 される磁界の方向
と、第二コイルにより形成される磁界の方向とが同一方
向に形成される。これにより、第一コイルにより形成さ
れる磁界と、第二コイルにより形成される磁界とが打ち
消しあうことがないので、第二磁界を形成するために要
する第一コイル及び第二コイルに供給する直流電流に無
駄を生じることがなく、非常に経済的である。

【００４８】また、請求項５に記載のステッピングモー
タによれば、全ての第一コイルが直列に接続される。こ
れにより、ステータ磁極突起に対する第一コイルの巻回
が容易になるとともに、第一コイルに供給する直流電流
の制御も容易になり、非常に好都合である。

【００４９】更に、請求項６に記載のステッピングモー
タによれば、第一コイル及び第二コイルに直流電流を供
給するために別々の駆動回路や直流電流電源を設ける必
要がなく非常に好都合である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る可変リラクタンスモータに係
る概略断面図である。

【図２】可変リラクタンスモータに係る概略駆動回路図
である。

【図３】可変リラクタンスモータに係る振動の特性を示
した振動特性図である。

【図４】従来の可変リラクタンスモータに係る概略断面
図である。

【図５】従来の可変リラクタンスモータに係る概略駆動
回路図である。

【図６】従来の可変リラクタンスモータに係る振動の特
性を示した振動特性図である。

【符号の説明】

１０ 可変リラクタンスモータ ２０ ステータ ３０ ロータ ４０〜 ４７ ステータ磁極突起 ５０〜 ５７ 第一コイル ６０〜 ６７ 第二コイル ７０ 出力軸 ８０〜 ８５ ロータ磁極突起 ９０〜 ９５ ブリッジ部 １００〜１０９ スイッチングトランジスタ １１０ 直流電流電源 １２０〜１２９ ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−22914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−133664（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−62754（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−43380（ＪＰ，Ｕ) 特許81201（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 8/00 H02K 37/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面上から等間隔に突出配置される複
   数のステータ磁極突起、及び、各ステータ磁極突起に第
   一コイルと第二コイルを巻回して直流電流を供給するこ
   とにより励磁相を形成可能なコイルを有するステータ部
   と、 前記コイルに供給する直流電流を制御することにより、
   前記励磁相に第一コイルの励磁により形成される第一磁
   界と第二コイルの励磁により形成される第一磁界よりも
   強い第二磁界とを形成可能な励磁制御部と、 外周面上から等間隔に突出配置される複数のロータ磁極
   突起を有するとともに、前記ステータ部の内側へ回動可
   能に収納されるロータ部とを備えるステッピングモータ
   であって、 前記励磁制御部は、前記励磁相の全てに第一磁界を形成
   しながら、順次選択される励磁相に第二磁界を形成する
   ことにより、前記ロータ部を回動させることを特徴とす
   るステッピングモータ。
2. 【請求項２】 前記ロータ部は、それぞれ隣り合うロー
   タ磁極突起の端部を短絡する磁性体のブリッジ部を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載のステッピングモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記第一磁界がロータ部に与える回動力
   は、前記ロータ部を回動させるために要する回動力以下
   に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載のステッピングモータ。
4. 【請求項４】 前記第一コイルにより形成される磁界の
   方向と、前記第二コイルにより形成される磁界の方向と
   は、同一方向であることを特徴とする請求項１乃至請求
   項３のいずれかに記載のステッピングモータ。
5. 【請求項５】 前記第一コイルは、全て直列に接続され
   ていることを特徴とする請求項４に記載のステッピング
   モータ。
6. 【請求項６】 前記第一コイルに直流電流を供給する直
   流電流電源と、前記第二コイルに直流電流を供給する直
   流電流電源とは同一のものであり、かつ、前記第一コイ
   ル及び第二コイルが形成すべき磁界は、コイルの巻線
   量、及び／又は、 コイルに流れる直流電流値を調整する
   ことによって形成されていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項５のいずれかに記載のステッピングモータ。