JP3357817B2 - Multi-phase PM type stepping motor - Google Patents

Multi-phase PM type stepping motor

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JP3357817B2
JP3357817B2 JP22207697A JP22207697A JP3357817B2 JP 3357817 B2 JP3357817 B2 JP 3357817B2 JP 22207697 A JP22207697 A JP 22207697A JP 22207697 A JP22207697 A JP 22207697A JP 3357817 B2 JP3357817 B2 JP 3357817B2
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pole
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rotor
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弘毅 礒崎
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日本サーボ株式会社
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリンタ
ー、高速FAX、PPC用複写機等のOA機器用として
好適な多相PM型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 a multi-phase PM type stepping motor suitable for OA equipment such as a printer, a high-speed FAX, and a copying machine for PPC.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の単相PM型ステッピングモータに
ついて図13及び図14を用いて説明する。図13は、
従来の単相PM型ステッピングモータ30の縦断側面図
であり、同図において、31は外周面に円周方向に向か
って交互にNS磁極を形成した筒状のロータ、32は当
該ロータ31の回転軸、33はリング状のステータであ
り、内周面が上記ロータ31の外周面に間隙を介して対
向するように配置されている。また、34はステータ3
3を構成するステータコイル、35はステータヨーク、
36a、36bはこのステータヨーク35に固定したモ
ータ取付板、37a、37bは夫々この取付板36a、
36bに設けた上記回転軸32支承用の軸受である。
2. Description of the Related Art A conventional single-phase PM stepping motor will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional side view of a conventional single-phase PM stepping motor 30, in which 31 is a cylindrical rotor having NS magnetic poles formed alternately in the circumferential direction on the outer peripheral surface, and 32 is the rotation of the rotor 31. The shaft 33 is a ring-shaped stator, and is arranged so that the inner peripheral surface thereof faces the outer peripheral surface of the rotor 31 via a gap. 34 is the stator 3
3, a stator coil, 35 a stator yoke,
36a and 36b are motor mounting plates fixed to the stator yoke 35, and 37a and 37b are mounting plates 36a and
This is a bearing provided for the rotary shaft 32 provided at 36b.

【0003】次に、上記ステータ33の詳細を図14を
用いて説明する。図14は、ステータ33を分解して示
した縦断側面図である。上記ステータヨーク35は、上
記ステータコイル34の内周面に沿って、夫々軸方向に
延びる櫛歯状の極歯38a、38bを設けたリング状の
一方及び他方のヨーク素子39a、39bにより形成さ
れ、上記極歯38a、38bは互いに交互に円周方向に
ずれて隣接するように配置されている。
Next, details of the stator 33 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a longitudinal sectional side view showing the stator 33 in an exploded manner. The stator yoke 35 is formed by ring-shaped one and other yoke elements 39a and 39b provided with comb-shaped pole teeth 38a and 38b extending in the axial direction along the inner peripheral surface of the stator coil 34, respectively. The pole teeth 38a and 38b are arranged so as to be adjacent to each other alternately in the circumferential direction.

【0004】また、上記ステータコイル34は、上記一
方及び他方のヨーク素子39a、39b並びに極歯38
a、38bにより取り囲まれるリング状のボビン40
と、このボビン40に巻かれたリング状コイル41とよ
り構成される。
[0004] The stator coil 34 includes one and the other yoke elements 39 a and 39 b and pole teeth 38.
a, bobbin 40 surrounded by a, 38b
And a ring-shaped coil 41 wound around the bobbin 40.

【0005】次に、従来の2相PM型ステッピングモー
タについて図15を用いて説明する。図15は、従来の
2相PM型ステッピングモータ50の縦断側面図であ
る。当該ステッピングモータ50では、ステータ53
は、軸方向に重ねた第1、第2のステータ部53a、5
3bにより構成されている。
Next, a conventional two-phase PM stepping motor will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a vertical sectional side view of a conventional two-phase PM stepping motor 50. In the stepping motor 50, the stator 53
Are the first and second stator portions 53a, 5
3b.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の単相PM型ステッピングモータでは、ステー
タが1個のみであるため、モータの回転方向を定めるに
は、ステータの極歯と、ロータの磁極間の磁気バーミア
ンスや位相を、モータの回転方向が定まるようにずらす
か、または、機械的方法を用いてモータの回転方向を定
めており、高速回転や高トルクを必要とされる機器には
不向きであった。
Since the conventional single-phase PM stepping motor as described above has only one stator, the direction of rotation of the motor is determined by the pole teeth of the stator and the rotor. Equipment that requires high-speed rotation or high torque, by shifting the magnetic vermance or phase between the magnetic poles so that the rotation direction of the motor is determined, or by using a mechanical method to determine the rotation direction of the motor. Was unsuitable for

【0007】また、これらの問題を解決するために開発
された上記2相PM型ステッピングモータによれば、ト
ルク及び高速性を大幅に改善できるが、次のような問題
がある。 (1)コイルに対するリード線の本数が4本と多く、ま
た駆動回路に使用するトランジスタは最低8個必要であ
る。 (2)トルクリプルが大きいため振動が大きい。 (3)ステップ角を小さく取る場合、多数の極歯を形成
しなければならず、工作上の問題がある。 (4)微小ステップ角で高トルクのものは得にくい。 (5)また、特開平1−259748号公報に開示され
ている3相PM型ステッピングモータでは、電流の位相
角が60゜であり、120゜通電ドライブができないと
いう問題があった。 本発明は、上記課題(問題点)を解決する多相PM型ス
テッピングモータを提供することを目的とする。
Further, according to the two-phase PM type stepping motor developed to solve these problems, the torque and the high speed can be greatly improved, but there are the following problems. (1) The number of lead wires for a coil is as large as four, and at least eight transistors are required for a drive circuit. (2) Vibration is large due to large torque ripple. (3) If a small step angle is required, a large number of pole teeth must be formed, and there is a problem in machining. (4) It is difficult to obtain a small step angle and a high torque. (5) Further, in the three-phase PM type stepping motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-259748, the phase angle of the current is 60 °, and there is a problem that the 120 ° current drive cannot be performed. An object of the present invention is to provide a multi-phase PM stepping motor that solves the above-mentioned problems (problems).

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のステッピングモ
ータは、上記課題を解決するために、請求項1に記載の
ものでは、外周面にN極とS極が交互に着磁された円筒
状の永久磁石からなるロータと、前記ロータの外周面の
N極又はS極に対して一定の空隙を介して対向配置され
ステータよりなり、上記ステータは互いに軸方向に重
ね合わされた3個の第1乃至第3ステータ部により形成
され、上記各ステータ部は、ステータコイルと、このス
テータコイルをその両側から挟持する一方及び他方のヨ
ーク素子と、これらヨーク素子から上記ステータコイル
の内周面に沿って夫々軸方向に延びる互いに円周方向に
離間した櫛歯状の一方及び他方の極歯とより形成され、
上記各ステータ部の一方及び他方の極歯ピッチを夫々τ
sとした場合、上記各ステータ部において、他方の極歯
が一方の極歯よりτs/2ずれており、一方、前記永久
磁石の着磁ピッチ角度をPとした場合、上記各ステータ
部における各一方又は各他方の極歯の位置を各々2P/
3角度ずらして配置するように構成した。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stepping motor having a cylindrical shape in which N poles and S poles are alternately magnetized on an outer peripheral surface. And a stator that is disposed opposite to the N-pole or S-pole of the outer peripheral surface of the rotor with a certain gap therebetween, and the stators overlap each other in the axial direction.
Formed by three first to third stator portions joined together
Each of the stator sections includes a stator coil and the stator coil.
One and the other yoyo holding the data coil from both sides
And the stator coil from these yoke elements.
Extend axially along the inner peripheral surface of
It is formed by one and the other pole teeth of the separated comb teeth,
The pole pitch of one and the other poles of each stator is
s, the other pole tooth in each stator section
There are shifted .tau.s / 2 from one of the pole teeth, whereas, if the magnetization pitch angle of the permanent magnet is P, each stator
The position of each one or the other pole teeth in the part is 2P /
It was configured to be shifted by three angles.

【0009】請求項2に記載のステッピングモータは、
上記3個のヨーク素子内に収納されるステータコイルが
3端子結合され、6個のトランジスタよりなる駆動回路
によって上記3個のステータコイルのうちの2個又は3
個が同時にバイポーラ駆動されるように構成した。
A stepping motor according to a second aspect of the present invention
The three stator coils housed in the three yoke elements are coupled to three terminals, and two or three of the three stator coils are driven by a drive circuit including six transistors.
It is configured so that each of them is driven by bipolar at the same time.

【0010】請求項3に記載のステッピングモータは、
外周面にN極とS極が交互に着磁された円筒状の永久磁
石からなるロータと、前記ロータの外周面のN極又はS
極に対して一定の空隙を介して対向配置されたステータ
よりなり、上記ステータは互いに軸方向に重ね合わされ
たn個(nは奇数)の第1乃至第nステータ部により形
成され、上記各ステータ部は、ステータコイルと、この
ステータコイルをその両側から挟持する一方及び他方の
ヨーク素子と、これらヨーク素子から上記ステータコイ
ルの内周面に沿って夫々軸方向に延びる互いに円周方向
に離間した櫛歯状の一方及び他方の極歯とより形成さ
れ、上記各ステータ部の一方及び他方の極歯ピッチを夫
々τsとした場合、上記各ステータ部において、他方の
極歯が一方の極歯よりτs/2ずれており、一方、前記
永久磁石の着磁ピッチ角度をPとした場合、上記各ステ
ータ部における各一方又は各他方の極歯の位置を各々2
P/n角度ずらして配置するように構成した。
[0010] The stepping motor according to claim 3 is
A rotor composed of a cylindrical permanent magnet in which N and S poles are alternately magnetized on the outer peripheral surface, and an N pole or S on the outer peripheral surface of the rotor;
Stator opposed to the pole with a certain gap
The stators are axially superimposed on each other
Formed by n (n is an odd number) first to n-th stator portions.
And each of the above-mentioned stator portions is provided with a stator coil and
One and the other holding the stator coil from both sides
A yoke element and the stator coil
Each extending in the axial direction along the inner peripheral surface of the
Formed with one and the other pole teeth of the comb teeth spaced apart from each other
And the pole tooth pitch of one and the other of
Τs, each of the stator portions has the other
Pole teeth have .tau.s / 2 shifted from one of the pole teeth, whereas, if the magnetization pitch angle of the <br/> permanent magnet is P, each of stearyl
Position of each one or each other pole tooth in the
It was configured to be shifted by P / n angle.

【0011】請求項4に記載のステッピングモータは、
上記ロータをハイブリッド構造とするように構成した。
The stepping motor according to claim 4 is
The rotor was configured to have a hybrid structure.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の多相PM型ステッピング
モータの一実施の形態を図1乃至図12を用いて説明す
る。先ず、本発明の3相PM型ステッピングモータの基
本構成を図1乃至図3を用いて説明する。図1は、本発
明の3相PM型ステッピングモータ20の一実施の形態
を示す縦断側面図で、図2は、本発明の3相PM型ステ
ッピングモータ20の一実施の形態を示す分解斜視図で
ある。また、図3は、当該ステッピングモータ20のス
テータ3とロータ1の展開図である。図1及び図2に示
すように、本実施の形態に示す3相PM型ステッピング
モータ20では、ステータ3を互いに軸方向に重ねた3
個の第1乃至第3のステータ部3a〜3cにより構成
し、このステータ部3a〜3cの各櫛歯状の極歯8a、
8bとロータ1の外周面上のN、S磁極との関係位置を
図3に示すように定める。なお、図1において、2は回
転軸、4はステータコイル、6a、6bはモータ取付
板、7a、7bは回転軸2の軸受である。また、図2に
おいて、12は、モータケースである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a polyphase PM stepping motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the basic configuration of a three-phase PM stepping motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing one embodiment of a three-phase PM type stepping motor 20 of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing one embodiment of a three-phase PM type stepping motor 20 of the present invention. It is. FIG. 3 is a development view of the stator 3 and the rotor 1 of the stepping motor 20. As shown in FIGS. 1 and 2, in the three-phase PM type stepping motor 20 according to the present embodiment, the stator 3 is overlapped with each other in the axial direction.
The first to third stator portions 3a to 3c, and the comb-shaped pole teeth 8a of the stator portions 3a to 3c,
The relative positions of 8b and the N and S magnetic poles on the outer peripheral surface of the rotor 1 are determined as shown in FIG. In FIG. 1, 2 is a rotating shaft, 4 is a stator coil, 6a and 6b are motor mounting plates, and 7a and 7b are bearings of the rotating shaft 2. In FIG. 2, reference numeral 12 denotes a motor case.

【0013】即ち、一方又は他方のヨーク素子9a及び
9bの極歯8a、8bの極歯ピッチを夫々τsとした場
合、第1乃至第3の各ステータ部3a〜3cにおいて、
上記他方の極歯8bを上記一方の極歯8aから円周方向
の一方に、τs/2だけずらし、第2ステータ部3bの
一方の極歯8aを、上記第1ステータ部3aの他方の極
歯8aからτs/3だけずらし、第3ステータ部3cの
一方の極歯8aを上記第2ステータ部3bの他方の極歯
8aから同じくτs/3だけずらし、上記第1ステータ
部3aの一方の極歯8aを上記第3のステータ部3cの
他方の極歯8aから同じくτs/3だけずらすようにす
る。また、ロータ1のN極及びS極のピッチを夫々τr
とした場合、τr=τsとし、従って、N極とこれに隣接
するS極間の間隔(ピッチ)Pが、P=τr/2となる
ようにする。この結果、本発明のステッピングモータの
構成では、図3に示すように、ロータの着磁ピッチPが
第1、第2、第3の各ステータ部における対向するヨー
ク素子の極歯間の磁極ピッチ(8a、8b間のピッチ)
τs/2と同じになる
That is, when the pole teeth pitch of the pole teeth 8a and 8b of one or the other yoke elements 9a and 9b is τs, respectively, in the first to third stator portions 3a to 3c,
The other pole tooth 8b is shifted in the circumferential direction from the one pole tooth 8a by τs / 2, and the one pole tooth 8a of the second stator portion 3b is shifted to the other pole of the first stator portion 3a. The tooth 8a is shifted by τs / 3, the one pole tooth 8a of the third stator portion 3c is shifted from the other pole tooth 8a of the second stator portion 3b by τs / 3, and the other one of the first stator portion 3a is shifted by τs / 3. The pole teeth 8a are similarly shifted from the other pole teeth 8a of the third stator portion 3c by τs / 3. Further, the pitches of the north pole and the south pole of the rotor 1 are respectively τr
Τr = τs, so that the interval (pitch) P between the N pole and the S pole adjacent thereto is P = τr / 2. As a result, the stepping motor of the present invention
In the configuration, as shown in FIG.
Opposing yaw in the first, second, and third stator portions
Magnetic pole pitch between pole teeth of magnetic element (pitch between 8a and 8b)
τs / 2 .

【0014】以上の構成において、本発明の3相PM型
ステッピングモータ20の動作を図4乃至図12を用い
て説明する。図4は、モノファイラ巻きとしたステータ
コイル4a〜4cとその6本の外部リード線を示し、図
5は6個のPNPトランジスタTR1〜TR6と6個の
NPNトランジスタTR7〜TR12とを用いたこれら
ステータコイル4a〜4cの駆動回路図、図6は、本発
明の3相PM型ステッピングモータ20の動作を単純化
して説明するため、図5の駆動回路を用い、励磁信号
〜でステータコイル4a〜4cを順次バイポーラ駆動
した場合の波形図である。また、図7は、本発明の3相
PM型ステッピングモータ20の動作を簡略化して説明
するためのステータ部3a〜3cの極歯8a、8bとロ
ータ1の磁極の展開図である。
The operation of the three-phase PM stepping motor 20 according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the stator coils 4a to 4c formed by monofilar winding and their six external lead wires, and FIG. 5 shows these using six PNP transistors TR1 to TR6 and six NPN transistors TR7 to TR12. FIG. 6 shows a drive circuit diagram of the stator coils 4a to 4c, and FIG. 6 uses the drive circuit of FIG. 5 to simplify the operation of the three-phase PM type stepping motor 20 of the present invention. FIG. 4 is a waveform diagram when 4c is sequentially bipolar-driven. FIG. 7 is a development view of the pole teeth 8a and 8b of the stator portions 3a to 3c and the magnetic poles of the rotor 1 for simplifying and explaining the operation of the three-phase PM stepping motor 20 of the present invention.

【0015】図7のステップ1では、第1ステータ部3
aの一方の極歯8aが総てS、他方の極歯8bが総てN
となるようにステータコイル4aのみに電流を流した場
合であり、ロータ1の磁極Nは第1ステータ部3aの極
歯8aのSに吸引され、磁極Sは極歯8bのNに吸引さ
れ同図のように整列した状態になる。
In step 1 of FIG. 7, the first stator 3
a of the pole teeth 8a are all S, and the other pole teeth 8b are all N
In this case, the current is applied only to the stator coil 4a so that the magnetic pole N of the rotor 1 is attracted by the pole teeth 8a of the first stator portion 3a, and the magnetic pole S is attracted by the pole teeth 8b of N. It will be aligned as shown in the figure.

【0016】次に、図7のステップ2では、第2ステー
タ部3bの一方の極歯8aがN、他方の極歯8bがSと
なるようにステータコイル4bに電流を流すと、ロータ
1の磁極N、Sは夫々第2ステータ部3bの極歯8aの
N、極歯8bのSに吸引され移動し、整列する。この
時、ロータ1の磁極はτr/6移動したことになる。
Next, in step 2 of FIG. 7, when a current is applied to the stator coil 4b so that one pole tooth 8a of the second stator portion 3b is N and the other pole tooth 8b is S, the rotor 1 The magnetic poles N and S are attracted and moved by the N of the pole teeth 8a and the S of the pole teeth 8b of the second stator portion 3b to be aligned. At this time, the magnetic pole of the rotor 1 has moved by τr / 6.

【0017】更に、図7のステップ3では、第3ステー
タ部3cの一方の極歯8aがS、他方の極歯8bがNと
なるようにステータコイル4cに電流を流すと、ロータ
1の磁極N、Sは第3ステータ部3cの夫々極歯8bの
N、極歯8aのSに吸引され、ロータ1は1ステップ移
動し整列する。
Further, in step 3 of FIG. 7, when a current is applied to the stator coil 4c so that one pole tooth 8a of the third stator portion 3c is S and the other pole tooth 8b is N, the magnetic pole of the rotor 1 is The N and S are attracted by the N of the pole teeth 8b and the S of the pole teeth 8a of the third stator portion 3c, respectively, and the rotor 1 moves one step and aligns.

【0018】以下、ステップ4、ステップ5、ステップ
6では、夫々ステータコイル4a〜4cに流す電流の向
きをステップ1、ステップ2、ステップ3とは夫々逆と
する。このようにすれば、ロータ1は矢印に示すように
移動し、ステップ7でステップ1に戻る。この時のステ
ップ角θsはτr/6となる。
Hereinafter, in steps 4, 5, and 6, the directions of the currents flowing through the stator coils 4a to 4c are reversed from those in steps 1, 2, and 3, respectively. By doing so, the rotor 1 moves as shown by the arrow, and returns to step 1 in step 7. The step angle θs at this time is τr / 6.

【0019】次に、図8乃至図12を用いて本発明の3
相PM型ステッピングモータ20の具体的な動作を説明
する。ここで図8は、本発明の3相PM型ステッピング
モータ20のステータコイル4の説明図、図9は、ステ
ータコイル駆動回路図、図10は、ステータコイル4の
励磁シーケンス図である。また、図11は、本発明の3
相PM型ステッピングモータ20の動作を簡略化して説
明するためのステータ部3a〜3cの極歯8a、8bと
ロータ1の磁極の展開図である。
Next, referring to FIG. 8 to FIG.
The specific operation of the phase PM type stepping motor 20 will be described. Here, FIG. 8 is an explanatory diagram of the stator coil 4 of the three-phase PM type stepping motor 20 of the present invention, FIG. 9 is a diagram of a stator coil driving circuit, and FIG. 10 is an excitation sequence diagram of the stator coil 4. FIG. 11 shows the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a development view of pole teeth 8a and 8b of stator portions 3a to 3c and magnetic poles of a rotor 1 for simplifying and explaining the operation of the phase PM type stepping motor 20.

【0020】本実施の形態では、図8に示すように、ス
テータコイル4a〜4cを星型に接続して外部リード線
を3本とし、この各リード線を図9に示すように直流電
源V間に直列接続されたPNPトランジスタTR13〜
TR15とNPNトランジスタTR16〜TR18間に
夫々接続し、このステータコイル駆動回路に図10に示
すような励磁信号〜を加えて第1乃至第3ステータ
コイル4a〜4cをバイポーラ駆動する。
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the stator coils 4a to 4c are connected in a star shape to make three external leads, and each of the leads is connected to a DC power supply V as shown in FIG. PNP transistors TR13- connected in series between
Connected between TR15 and NPN transistors TR16 to TR18, an excitation signal as shown in FIG. 10 is applied to this stator coil drive circuit to bipolar-drive the first to third stator coils 4a to 4c.

【0021】即ち、図11に示すように、ステップ1で
は、第1ステータ部3aの一方の極歯8aと第2ステー
タ部3bの他方の極歯8bが総てS、第1ステータ部3
aの他方の極歯8bと第2ステータ部3bの一方の極歯
8aが総てNとなり、ステップ2では、第2のステータ
部3bの一方の極歯8aと第3のステータ部3cの他方
の極歯8bが総てN、第2のステータ部3bの他方の極
歯8bと第3のステータ部3cの一方の極歯8aが総て
Sとなり、ステップ3では、第3のステータ部3cの一
方の極歯8aと第1のステータ部3aの他方の極歯8b
の総てがS、第3のステータ部3cの他方の極歯8bと
第1のステータ部3aの一方の極歯8aが総てNとなる
ようにする。
That is, as shown in FIG. 11, in step 1, one pole tooth 8a of the first stator portion 3a and the other pole tooth 8b of the second stator portion 3b are all S,
The other pole tooth 8b of the second stator section 3b and the one pole tooth 8a of the second stator section 3b are all N. In step 2, the other pole tooth 8a of the second stator section 3b and the other of the third stator section 3c are formed. Are all N, and the other pole tooth 8b of the second stator portion 3b and one pole tooth 8a of the third stator portion 3c are all S. In step 3, the third stator portion 3c Of one pole tooth 8a and the other pole tooth 8b of the first stator portion 3a
, The other pole tooth 8b of the third stator portion 3c and the one pole tooth 8a of the first stator portion 3a are all N.

【0022】なお、ステップ4〜6では、各ステータコ
イル4a〜4cに流れる電流の向きを逆とし、ステップ
1〜3の場合とN、Sを反転する。ステップ7では、ス
テップ1に戻るようにする。この実施の形態におけるス
テップ角θcはτr/6となる。
In steps 4 to 6, the direction of the current flowing through each of the stator coils 4a to 4c is reversed, and N and S are reversed from those in steps 1 to 3. In step 7, the process returns to step 1. The step angle θc in this embodiment is τr / 6.

【0023】なお、図12の図表に、ロータ1の磁極数
Pと、ロータ1の磁極ピッチτr、ステップ角θcとの関
係を示す。
FIG. 12 shows the relationship between the number P of magnetic poles of the rotor 1, the magnetic pole pitch τr, and the step angle θc of the rotor 1.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の多相PM型ステッピングモータ
は、上述のように構成したために、以下のような優れた
効果を有する。 (1)同一のステップ角を得る場合、2相PM型ステッ
ピングモータに対し、磁極幅を広くとれるので、従来の
同形状のモータに対し、トルクが20%以上改善され
る。 (2)ロータの磁極数が同一の場合、2相PM型ステッ
ピングモータと比較し、より微小なステップ角を得るこ
とができる。 (3)従来の2相PM型ステッピングモータでは、リー
ド線を最低4本、駆動回路のトランジスタは8個必要と
したのに対し、本発明のものでは、リード線3本、トラ
ンジスタも6個で済むので、駆動回路を大幅に簡略化で
きる。 (4)公知の3相PM型ステッピングモータが、電流が
位相角60゜であるのに対し、本発明のものは位相角が
120゜であるため、位置検出手段を設けることによ
り、ブラシレスモータとしても使用可能である。 (5)巻線のインピーダンスを変更することにより、3
相交流モータとしても使用可能である。 (6)本発明の多相PM型ステッピングモータは、デル
タ結線にしても動作させることが可能である。(7)さらに、本発明の多相PM型ステッピングモータ
では、ロータの着磁ピッチPを各々のステータの磁極ピ
ッチτs/2と同じにしているため、ステータの磁極ピ
ッチをロータの着磁ピッチより大きくとっている構成の
ものに比べてロータとステータ間の磁気抵抗が少なくな
り、高トルクが得られる。
The multi-phase PM type stepping motor of the present invention has the following excellent effects because it is configured as described above. (1) When the same step angle is obtained, the magnetic pole width can be made wider than that of a two-phase PM type stepping motor, so that the torque is improved by 20% or more compared to a conventional motor having the same shape. (2) When the number of magnetic poles of the rotor is the same, a smaller step angle can be obtained as compared with a two-phase PM stepping motor. (3) The conventional two-phase PM type stepping motor requires at least four lead wires and eight drive circuit transistors, whereas the present invention requires three lead wires and six transistors. As a result, the driving circuit can be greatly simplified. (4) The current of the known three-phase PM type stepping motor has a phase angle of 60 °, while the current of the present invention has a phase angle of 120 °. Can also be used. (5) By changing the impedance of the winding, 3
It can also be used as a phase AC motor. (6) The multi-phase PM stepping motor of the present invention can be operated even in a delta connection. (7) Further, the polyphase PM stepping motor of the present invention
Then, the magnetization pitch P of the rotor is
Τs / 2, the stator magnetic pole pin
The switch is larger than the magnetized pitch of the rotor.
The magnetic resistance between the rotor and stator is smaller than
Therefore, a high torque can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の3相PM型ステッピングモータの縦断
側面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional side view of a three-phase PM stepping motor according to the present invention.

【図2】本発明の3相PM型ステッピングモータの分解
斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図3】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータ部とロータの展開図である。
FIG. 3 is a development view of a stator section and a rotor of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図4】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイルの説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a stator coil for simplifying and explaining the operation of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図5】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイル駆動回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a stator coil drive circuit for simplifying and explaining the operation of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図6】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータコイルの励磁シー
ケンス図である。
FIG. 6 is an excitation sequence diagram of a stator coil for simplifying and explaining the operation of the three-phase PM type stepping motor of the present invention.

【図7】本発明の3相PM型ステッピングモータの動作
を簡略化して説明するためのステータ部の極歯とロータ
の磁極の展開図である。
FIG. 7 is a development view of pole teeth of a stator section and magnetic poles of a rotor for simply explaining the operation of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図8】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータコイルの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a stator coil of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図9】本発明の3相PM型ステッピングモータのステ
ータコイル駆動回路図である。
FIG. 9 is a stator coil drive circuit diagram of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図10】本発明の3相PM型ステッピングモータのス
テータコイルの励磁シーケンス図である。
FIG. 10 is an excitation sequence diagram of a stator coil of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図11】本発明の3相PM型ステッピングモータの動
作を簡略化して説明するためのステータ部の極歯とロー
タの磁極の展開図である。
FIG. 11 is a development view of pole teeth of a stator portion and magnetic poles of a rotor for simply describing the operation of the three-phase PM stepping motor of the present invention.

【図12】ロータの磁極数(P)と、ロータの磁極ピッ
チ(τr)、ステップ角(θs)との関係を示す図表であ
る。
FIG. 12 is a table showing the relationship between the number of magnetic poles (P) of the rotor, the magnetic pole pitch (τr), and the step angle (θs) of the rotor.

【図13】従来の単相PM型ステッピングモータの縦断
側面図である。
FIG. 13 is a vertical side view of a conventional single-phase PM stepping motor.

【図14】従来の単相PM型ステッピングモータのステ
ータ部の分解縦断側面図である。
FIG. 14 is an exploded longitudinal side view of a stator portion of a conventional single-phase PM stepping motor.

【図15】従来の2相PM型ステッピングモータの縦断
側面図である。
FIG. 15 is a vertical side view of a conventional two-phase PM stepping motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ロータ 3:ステータ 3a〜3c:ステータ部 4、4a〜4c:ステータコイル 8a、8b:ステータの櫛歯状の極歯 TR1〜TR18:トランジスタ 1: rotor 3: stator 3a to 3c: stator section 4, 4a to 4c: stator coil 8a, 8b: comb-shaped pole teeth of the stator TR1 to TR18: transistor

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外周面にN極とS極が交互に着磁された
円筒状の永久磁石からなるロータと、前記ロータの外周
面のN極又はS極に対して一定の空隙を介して対向配置
されたステータよりなり、上記ステータは互いに軸方向
に重ね合わされた3個の第1乃至第3ステータ部により
形成され、上記各ステータ部は、ステータコイルと、こ
のステータコイルをその両側から挟持する一方及び他方
のヨーク素子と、これらヨーク素子から上記ステータコ
イルの内周面に沿って夫々軸方向に延びる互いに円周方
向に離間した櫛歯状の一方及び他方の極歯とより形成さ
れ、上記各ステータ部の一方及び他方の極歯ピッチを夫
々τsとした場合、上記各ステータ部において、他方の
極歯が一方の極歯よりτs/2ずれており、 一方、前記 永久磁石の着磁ピッチ角度をPとした場合、上記各ステータ部における各一方又は各他方の極歯 の位
置を各々2P/3角度ずらして配置するようにしたこと
を特徴とする多相PM型ステッピングモータ。
1. A rotor comprising a cylindrical permanent magnet in which N and S poles are alternately magnetized on an outer peripheral surface, and a certain gap with respect to the N or S pole on the outer peripheral surface of the rotor. Consisting of opposed stators, the stators being axially
The three first to third stator portions superposed on each other
And each of the above-mentioned stator portions is provided with a stator coil.
And the other that sandwich the stator coil from both sides
Yoke elements and the stator core
Extending in the axial direction along the inner peripheral surface of the il
Formed by one and the other pole teeth of the comb teeth spaced apart from each other
And the pole tooth pitch of one and the other of
Τs, each of the stator portions has the other
Pole teeth have .tau.s / 2 shifted from one of the pole teeth, whereas, when the magnetization pitch angle of the permanent magnet is P, each respective one or the position of each other of the pole teeth in each stator portion 2P / A multi-phase PM type stepping motor characterized in that it is arranged to be shifted by three angles.
【請求項2】 上記3個のヨーク素子内に収納される
テータコイルが3端子結合され、6個のトランジスタよ
りなる駆動回路によって上記3個のステータコイルのう
ちの2個又は3個が同時にバイポーラ駆動されることを
特徴とする請求項1に記載の多相PM型ステッピングモ
ータ。
2. The stator coil housed in the three yoke elements is coupled to three terminals, and two or three of the three stator coils are driven by a drive circuit composed of six transistors. 2. The multi-phase PM stepping motor according to claim 1, wherein the motors are simultaneously driven in a bipolar manner.
【請求項3】 外周面にN極とS極が交互に着磁された
円筒状の永久磁石からなるロータと、前記ロータの外周
面のN極又はS極に対して一定の空隙を介して対向配置
されたステータよりなり、上記ステータは互いに軸方向
に重ね合わされたn個(nは奇数)の第1乃至第nステ
ータ部により形成され、上記各ステータ部は、ステータ
コイルと、このステータコイルをその両側から挟持する
一方及び他方のヨーク素子と、これらヨーク素子から上
記ステータコイルの内周面に沿って夫々軸方向に延びる
互いに円周方向に離間した櫛歯状の一方及び他方の極歯
とより形成され、上記各ステータ部の一方及び他方の極
歯ピッチを夫々τsとした場合、上記各ステータ部にお
いて、他方の極歯が一方の極歯よりτs/2ずれてお
り、 一方、 前記永久磁石の着磁ピッチ角度をPとした場合、上記各ステータ部における各一方又は各他方の極歯 の位
置を各々2P/n角度ずらして配置するようにしたこと
を特徴とする多相PM型ステッピングモータ。
3. A rotor made of a cylindrical permanent magnet having N and S poles alternately magnetized on an outer peripheral surface thereof, and a fixed gap with respect to the N or S pole on the outer peripheral surface of the rotor. Consisting of opposed stators, the stators being axially
(N is an odd number) of the first to n-th stages superimposed on
And each of the above-mentioned stator portions is
The coil and this stator coil are clamped from both sides
One and the other yoke elements and the
Each extending in the axial direction along the inner peripheral surface of the stator coil
One and other pole teeth in the form of a comb that are circumferentially spaced from each other
And one and the other poles of each of the stator portions.
When the tooth pitch is τs,
And the other pole tooth is shifted by τs / 2 from one pole tooth.
Ri, whereas, if the magnetization pitch angle of the permanent magnet is P, and characterized by being adapted to staggered each 2P / n angle of each one or the position of each other of the pole teeth in each stator section PM type stepping motor.
【請求項4】 上記ロータをハイブリッド構造としたこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の多相
PM型ステッピングモータ。
4. The multi-phase PM stepping motor according to claim 1, wherein the rotor has a hybrid structure.
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