JP3645325B2 - 多相ハイブリッド形ステッピングモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の構造に係り、特にプリンター、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を必要とするＯＡ機器等の駆動に最適な高分解能のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータは図３３、図３４に示すような構造をしている。
即ち、図３３はインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ（以下モータと略称する）の構成を示す縦断正面図、図３４は図３３のＸ−Ｘ′断面図である。
図３３、図３４において、３１は円筒状のケーシングであって、ケーシング３１は磁性体によって成型したヨーク部３２と一体に結合されている。ヨーク部３２の内方向には、このモータの構造特性に対応した所定数（図示のものでは８個）の磁極３３が等しい間隔で求心状に形成されている。各磁極３３には磁極３３夫々を磁化するための巻線３４が嵌合されている。
また、各磁極３３の先端部には、このモータの構造特性に対応した数の極歯３３ａが等しい間隔で形成されている。
【０００３】
ケーシング３１の両端にはエンドカバー３５、３６が一体に結合されている。エンドカバー３５、３６の中央部には夫々に軸受３７ａ、３７ｂが嵌合され、１対の軸受３７ａ、３７ｂは回転軸３８を回転自在に軸支している。
回転軸３８は軸方向に着磁された永久磁石３９が嵌合し固定されている。
永久磁石３９は円盤状の２個の回転子磁極４０Ａ、４０Ｂによって挟持されている。回転子磁極４０Ａと４０Ｂ夫々の外周には固定子の磁極３３に形成した極歯３３ａの形状と間隔に対応させた形状と間隔で極歯４０ａを形成しており、第１の回転子磁極４０Ａの極歯４０ａと第２の回転子磁極４０Ｂの極歯４０ａとは１／２ピッチ回転偏位させて結合されている。
【０００４】
上述の構成のモータは固定子の巻線３４に順次所定の順序で通電することによって、固定子の各極歯３３ａが順次回転磁化される。従って、この固定子の各極歯３３ａと永久磁石３９によって磁化されている回転子の各極歯４０ａとの相互作用により、固定子の各磁化される極歯３３ａの回転につれて回転子の各極歯４０ａは回転する。従って、各回転子磁極と一体化した回転軸３８は回転し、また停止する。
モータが所定の巻線に１回電流を流すことによって回転子が回転するステップ角θＳは固定子巻線の相数と回転子の磁極に形成した極歯の数によって（１）式のように表わされる。
θＳ＝１８０°／（Ｍ×Ｑ）・・・・・・・・・・（１）
但し、Ｍは固定子の相数、Ｑは各回転子磁極に形成される極歯の数を示す。
【０００５】
図３５は６相２４極モータにおけるモノファイラ巻きでの、従来の結線例を示している。即ち、１乃至２４は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示していて、巻線１と巻線１３は同一方向に結線し、巻線７と巻線１９は逆方向に結線して端子Ａ、Ａ′に接続している。また、巻線２と巻線１４は同一方向に結線し、巻線８と巻線２０は逆方向に結線して端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線１５は同一方向に結線し、巻線９と巻線２１は逆方向に結線して端子Ｃ、Ｃ′に接続し、巻線４と巻線１６は同一方向に結線し、巻線１０と巻線２２は逆方向に結線して端子Ｄ、Ｄ′に接続し、巻線５と巻線１７は同一方向に結線し、巻線１１と巻線２３は逆方向に結線して端子Ｅ、Ｅ′に接続し、巻線６と巻線１８は同一方向に結線し、巻線１２と巻線２４は逆方向に結線して端子Ｆ、Ｆ′に接続している。
【０００６】
図３６は図３５に示したような結線における６相モータの１相励磁における励磁シーケンスを示している。
図３６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まで記し、ステップ１６以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次記し、各引出線を記す横軸には、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、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３６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θＳずつ回転する。
【０００７】
図３７は２０相４０極モータにおけるモノファイラ巻きでの、従来の結線例を示している。即ち、１乃至４０は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示していて、巻線１と巻線２１を直列接続した回路は端子Ａ、Ａ′に接続している。また、巻線２と巻線２２を直列接続した回路は端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線２３を直列接続した回路は端子Ｃ、Ｃ′に接続し、以下、同様に２個ずつの巻線を直列接続した回路が夫々Ｄ、Ｄ′乃至Ｔ、Ｔ′に接続している。
【０００８】
図３８は図３７に示したような結線における２０相モータの１相励磁における励磁シーケンスを示している。
図３８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２１まで示し、ステップ２２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記し、各引出線を記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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、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３８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ように、このモータの構成で定まるステップ角θＳずつ回転する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したステップ角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能の良いモータを得ようとすると、ステップ角θＳを微小にすることが必要であり、上述した以外にも相数や極数の設定及びハイブリッドの構成等に各種の手段が講じられている。
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の場合では、（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、回転子の極歯数Ｑを多くしなければならない。
例えば、回転子の極歯数を５０にすると、従来の２相モータでは、上記（１）式から
θＳ＝１８０°／（２×５０）＝１．８°になる。
また、回転子の極歯数が５０の３相モータでは、
θＳ＝１８０°／（３×５０）＝１．２°
回転子の極歯数が５０の５相モータでは、
θＳ＝１８０°／（５×５０）＝０．７２°
になる。
ところで、回転子の極歯数は回転子を形成する磁性体板を加工するプレス型や材料特性等の工作技術上の制約から制限がある。従って、極歯の数は無制限に多くすることができず、１００程度が限度である。
また、回転子は永久磁石を挟んだ２個の回転子磁極によって構成されるため、モータ長が長くなる。そのために、偏平なモータを製作しようとすると出力トルクの上限が制限されるので不利になる。
【００１０】
また、相数を多く取ろうとすると、従来の技術によると、例えば６相モータの場合は２４極の固定子、１０相モータの場合は４０極の固定子が必要になる。そのために、磁極の間に巻線を形成するスロット面積が小さくなるので、小型のモータを得ようとすると、銅量が多くとれないので、電気的損失が増大する等という問題がある。
また、固定子の磁極数が多くなるため、図３５、図３７に記したように巻線の数が多くなるので接続が複雑になる等の原因でコストアップになるという問題があった。そのために、現実には５相モータが小型ハイブリッド形ステッピングモータの相数の限界であるとされていた。
本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決し、少ない磁極数で多相化を図ると同時に、回転子は先端部に爪状極歯を形成した磁極によって永久磁石を包み込む形状にすることによって、製作を可能にした偏平タイプで高分解能で高精度の多相ハイブリッド形ステッピングモータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に基づくインナロータ形多相ハイブリッド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夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、この磁極の内、交互に形成された半数の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて、固定子の極歯数に対応する数の固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周上に形成した第１の回転子磁極と、この第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を第１の回転子磁極の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを、軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した円筒状永久磁石を挟んで、回転軸に固定した第１の単位回転子と、第１の単位回転子と同一形状に形成して第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで回転軸に固定し構成した。
【００１２】
また、アウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータは、円筒状磁性体の円筒外面から放射状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上複数の磁極を形成し、この磁極の内、交互に形成された半数の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて固定子の極歯数に対応する数の固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周上に形成した第１の回転子磁極と、第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を第１の回転子磁極の夫々の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを、軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した環状永久磁石を挟んで、回転軸に固定した第１の単位回転子と、第１の単位回転子と同一形状に形成して第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで回転軸に固定し構成した。
【００１３】
この場合、６極６相のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を６個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（２）式の関係を満足するように形成するのが望ましい。
同様に、６相１２極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を１２個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（３）式の関係を満足するように形成するのが、また、１０相１０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を１０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（４）式の関係を満足するように形成するのが、さらに、１０相２０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を２０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（５）式の関係を満足するように形成するのが夫々望ましい。
Ｚ＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｚ＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｚ＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｚ＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
但し、上記（２）式乃至（５）式においてｎは ｎ≧１の整数である。
【００１４】
なお、上述した固定子は、求心状又は放射状に形成した磁極形成部の交互に極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに、上述の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。
【００１５】
即ち、下記条項を満足するように構成する。
▲１▼固定子の巻線の相数は６又は１０とする。
▲２▼固定子は環状のヨーク部内周に求心状に、又は円筒状のヨーク部の外周に放射状に所定個（Ｑ個）の磁極を形成し、各隣接する磁極は交互に軸方向左右の厚みの半分の極歯を欠くようにする。
▲３▼固定子の磁心は、磁極形成部１つおきの先端部に極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに、この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て構成する。
▲４▼回転子は、先端部を固定子磁極表面に爪状極歯で対向するように形成した２個の円盤状体で軸方向に着磁した永久磁石を挟持した２個の単位回転子を同極同士の極に対して相互に１／４ピッチ偏位させ非磁性体部を挟んで構成する。
▲５▼上記のＱ＝６で６相巻線の場合は上記（２）式を満足させる。
▲６▼上記のＱ＝１２で６相巻線の場合は上記（３）式を満足させる。
▲７▼上記のＱ＝１０で１０相巻線の場合は上記（４）式を満足させる。
▲８▼上記のＱ＝２０で１０相巻線の場合は上記（５）式を満足させる。
▲９▼上記の条件はアウタロータ形モータ及びインナロータ形モータの双方に適用させる。
【００１６】
上述のような本発明に基づく構成においては、インナロータ形でも、アウタロータ形でも製作が可能であって、固定子の磁極の数を増大することなく、多相ステッピングモータとしての機能が発揮される。
また、爪状極歯を形成したモータは構造から明らかなように、従来よりも偏平に形成できる。
従って、小型で精度の良い高分解能のステッピングモータが得られ、製作コストを低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の各実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１：
図１は本発明に基づき形成した６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図、図２は図１のＸ−Ｘ′断面図を示し、詳細図示は省略している。
図１、図２において、１は円筒状のケーシングで、このケーシング１は内部に固定子ＳＡの環状に形成したヨーク部２と一体に結合されている。
固定子ＳＡはヨーク部２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乃至３Ａ６が等しい間隔角度θＡで求心状に形成されている。
各磁極は詳細を後述するように、パルス電流を流して所定の方向に順次磁化するための励磁用巻線４Ａ１乃至４Ａ６（図１には各巻線を代表して符号４Ａで記している）が巻き回されている。
【００１８】
固定子ＳＡは図１に示すように、軸方向に第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２を隣接配置して構成している。
第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２夫々の幅は、このステッピングモータの構造等に対応して、夫々が正しく１／２に構成しても、詳細を後述するように回転子の構造に対応してステッピングモータとして機能が得られれば若干の相違があっても良い。
また、各磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５及び３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の先端部には、このモータの構造特性に対応した少なくとも１以上の数の極歯３Ａａが図３に示すように、軸方向のほぼ１／２ずつ交互に夫々等しい間隔角度で形成されている。
【００１９】
図３は固定子の磁極先端部形状を示すもので、同図（Ａ）は上述した磁極の奇数番目の磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の内の１つ、例えば磁極３Ａ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には偶数番目の磁極３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の内の１つ、例えば磁極３Ａ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ａ１の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ１の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ａ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ａ２の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ２の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠いている。
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。
また、上述した各磁極の符号に付した末尾の番号は、説明の便宜上特定の磁極から順次付したものであって、どの磁極から番号を付しても良いことは当然である。
【００２０】
図１、図２において、ケーシング１の両端にはエンドカバー５、６が一体に結合されている。
エンドカバー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は非磁性体で形成した回転軸８を回転自在に支承している。
回転軸８は、固定子ＳＡの半分である第１の固定子部ＳＡ１に対向させた位置に固定子部ＳＡ１に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隔をあけて第１の単位回転子ＲＡＡを装着しており、固定子ＳＡの他の半分である第２の固定子部ＳＡ２に対向させた位置に第２の固定子部ＳＡ２に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隔をあけて第２の単位回転子ＲＡＢを装着している。
第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢは夫々同一構造である。第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢには、夫々回転軸８に永久磁石９を固定し、永久磁石９には詳細を後述するように形成した第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａが挟みつけて固定している。
第１の回転子磁極１０Ａの先端部には永久磁石９の方向に直角に折り曲げた形状に第１の固定子部ＳＡ１に形成した極歯３Ａａの形状とピッチに対応したピッチと形状の爪状極歯１０Ａａが設けられ、第２の回転子磁極１１Ａは第１の回転子磁極と同一形状に形成し、爪状極歯１１Ａａを第１の回転子磁極１０Ａに設けた爪状極歯１０Ａａとの間に反対側から噛み合わせるようにして第１の回転子磁極と共に永久磁石９に固定されている。第１の回転子磁極１０Ａに設けた爪状極歯１０Ａａと第２の回転子磁極１１Ａに設けた爪状極歯１１Ａａとの間には所定間隔を設けるように夫々の爪状極歯の寸法が設定されている。
【００２１】
上述した第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石によって生じる所定磁気極性の爪状極歯と、第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石によって生じる磁気極性の爪状極歯とは詳細を後述するように、同一極性の爪状極歯が相互に１／４ピッチ偏位させ非磁性体１２を介して固定している。
【００２２】
次に、図４を参照して固定子ＳＡを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
図４は固定子鉄心を構成するための磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＰＡを示している。即ち、固定子鉄板ＰＡは、環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＡａを設けた同一形状の磁極部ＰＡ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＡ２とを交互に各３個、総計で６個を求心状に形成している。
従って、上述した相互に隣接する磁極部ＰＡ１と磁極部ＰＡ２との間隔角度θＡは３６０°／６ 即ち６０°に形成されている。
図４に示す形状の固定子鉄板ＰＡを所定枚数極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＡ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の形成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＡを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＡ２を構成する鉄心を形成する。
従って、このように形成した固定子鉄心は、図３に示したように構成される。なお、固定子鉄板ＰＡは磁性材板からプレスによる打ち抜き加工によって製作すれば良い。
【００２３】
図５によって、前述した回転子の構成と製作方法を説明する。
同図（Ａ）は回転子の全体構造図を、同図（Ｂ）は単位回転子の分解図を、同図（Ｃ）と同図（Ｄ）は、永久磁石９によって各爪状極歯に現れる磁気極性を夫々示している。
第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとは同図（Ｂ）に示すように、円盤状部１０Ａｂの外周周辺部を直角になるように折り曲げた折曲部に、このモータ特性に必要な数と後述するように構成でき隙間をあけて夫々が同一円周面上に整列するように形成した爪状の極歯１０Ａａを設けた第１の回転子磁極１０Ａと、円盤状部１１Ａｂの外周周辺部を直角になるように折り曲げた折曲部に爪状の極歯１１Ａａを設けた第１の回転子磁極１０Ａと同一形状に形成した第２の回転子磁極１１Ａとを、永久磁石９を挟んで夫々の爪状極歯１０Ａａと１１Ａａとの間に等しい間隙をあけ夫々が同一円周面上に整列するようにして同図（Ｃ）に示すように両側から噛み合わせて後述するように回転軸８に固定する。
永久磁石９の極性を、同図（Ｂ）に示すようにして第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａとを結合すると、夫々の極歯１０Ａａと１１Ａａには同図（Ｃ）に示すように磁気極性が現れる。
上述のように構成した第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとを同図（Ａ）に示すように非磁性体１２を挟んで回転軸８に固定する。
第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢの外径と厚さ、及び非磁性体１２の厚さを適切に形成することによって、第１の単位回転子ＲＡＡのＮ、Ｓ２種類の磁性を備えた爪状極歯は固定子ＳＡの第１の固定子部ＳＡ１の極歯３Ａａとの間に所定の間隙を設けて正しく対向し、第２の単位回転子ＲＡＢのＮ、Ｓ２種類の磁性を備えた爪状極歯は固定子ＳＡの第２の固定子部ＳＡ２の極歯３Ａａとの間に所定の間隙を設けて正しく対向する。
即ち、上述のように構成できれば、前述したように第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２の軸方向の厚さは必ずしも等しくする必要はない。
上述した第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａの永久磁石９に対する装着、第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢの回転軸８に対する装着等は、夫々の爪状極歯に所望される磁極特性が適切に生じるようにすることができれば、回転軸８の磁気特性等とも対応させて上述以外の適切な手段で実行すれば良い。例えば、非磁性体１２は物質ではなく、適切に空間を設けるようにして回転軸８に固定するようにしても良い。
また、磁性体の回転軸を使用した場合は、例えば回転軸８に対して第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢを円筒状の非磁性体を介して接着等の手段で装着するようにしても良い。
【００２４】
図５（Ｃ）には、上述のように構成した各単位回転子の爪状極歯を示している。同図に示すＮは、各単位回転子に形成した第１の回転子磁極１０Ａの爪状極歯１０Ａａに永久磁石９によって現れた極性であるＮ極を、またＳは、各単位回転子に形成した第２の回転子磁極１１Ａの爪状極歯１１Ａａに永久磁石９によって現れた極性であるＳ極を夫々示している。
即ち、同図（Ｄ）に示すように、第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢに夫々に形成された同極間のピッチを、例えばＮ極間のピッチをτＲＡとすると、第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢに夫々に形成されたＮ極とＳ極間の間隔角度は（τＲＡ）／２になる。
また、第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとは同極同士の極に対して１／４ピッチ偏位させて構成させるので、第１の単位回転子ＲＡＡに形成されたＮ極と第２の単位回転子ＲＡＢに形成されたＮ極間の間隔角度は（τＲＡ）／４になる。
同図（Ｂ）には永久磁石９を図に示す上側をＮ極に、下側をＳ極にして結合するように説明したが、Ｎ極とＳ極は上下逆にして構成しても良く、その場合は、同図（Ｃ）と同図（Ｄ）に示した各爪状極歯に現れる磁気磁性がＮ、Ｓ逆になることは当然である。
【００２５】
上述した各回転子磁極は所定厚みの磁性鉄板をプレスにより打ち抜き折り曲げて加工成形しても良いが、回転軸に結合する回転軸に直角方向に形成された円盤と、この円盤の先端部で直角方向、即ち、回転軸に平行に形成された爪状極歯が結合された形状に所定特性の磁性体で成形する等の他の手段によって製作するようにしても良い。
各回転子磁極に形成する爪状極歯の数をＺとすると、各回転子磁極の同極の爪状極歯間のピッチτＲＡは（６）式によって示される。
τＲＡ＝３６０°／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００２６】
上述した固定子の極歯と回転子の爪状極歯との相互位置関係を図６によって説明する。
即ち、同図（Ａ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が下記（７）式によって示される条件の場合を、同図（Ｂ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が下記（８）式によって示される条件の場合を、また同図（Ｃ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が（９）式によって示される条件の場合を夫々示している。
τＲＡ＝τＳＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
０．７５τＲＡ≦τＳＡ＜τＲＡ・・・・・・・・・・・・（８）
τＲＡ＜τＳＡ≦１．２５τＲＡ・・・・・・・・・・・・（９）
図６の各図において、θＡは固定子の磁極間のピッチ、３Ａｂ１は固定子ＳＡを形成する磁極部３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の内の所定の１つの極歯存在部で３Ａｃ１は極歯非存在部、３Ａｂ２は上記の磁極部に隣接する磁極部３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の内の所定の１つの極歯存在部で３Ａｃ２は極歯非存在部を夫々示している。
また、ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３は夫々第１の単位回転子で、Ｎは爪状極歯のＮ極、Ｓは爪状極歯のＳ極を示し、ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３は夫々第２の単位回転子で、Ｎは爪状極歯のＮ極、Ｓは爪状極歯のＳ極を示している。
【００２７】
同図（Ａ）において、τＳＡは固定子の極歯のピッチを示し、τＲＡ１は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ１は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１０）式で示される条件の場合、間隔角度αＡ１は（τＲＡ１）／１２になる。
ＺＡ１＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
但し、ＺＡ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２８】
また、同図（Ｂ）においては、固定子は同図（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ２は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ２は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１１）式で示される条件の場合、αＡ２は（τＲＡ２）／１２になる。
ＺＡ２＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
但し、ＺＡ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２９】
また、同図（Ｃ）においては、固定子は同図（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ３は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ３は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１２）式で示される条件の場合、αＡ３は（τＲＡ３）／１２になる。
ＺＡ３＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１２）
但し、ＺＡ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００３０】
図７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の爪状極歯の数（Ｚで示す）と、このモータのステップ角との関係を示すものである。
【００３１】
図８は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。
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、以下同じくＢ、Ｂ′は巻線４Ａ３の、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ａ４の、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ａ５の、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パルス出力回路が接続される。
【００３２】
次に、上述した構成のモータの駆動動作を図９、図１０によって説明する。
図９は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、図示したステップに従ってモータの駆動が実行される。
同図において、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以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次記し、各引出線を記す横軸には、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に示す四辺形は、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９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。
【００３３】
図１０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τＳＡと回転子の爪状極歯の同一極間のピッチτＲＡが等しい場合の固定子と回転子との位置関係を展開して示していて、横方向には、左から右に向けて順次固定子の磁極部３Ａ１、３Ａ２、３Ａ３、３Ａ４、３Ａ５、３Ａ６及び３Ａ１を再度示している。
縦方向には、図９によって前述したステップに対応してステップ１からステップ４までを記し、ステップ５以降は図示を省略している。
各ステップには、前述した図６を固定子の磁極全体図に拡大して示していて、上段から、上述した各磁極の片半分部である第１の固定子部ＳＡ１、第１の単位回転子ＲＡＡ１、上述した各磁極の他の片半分部である第２の固定子部ＳＡ２、第２の単位回転子ＲＡＢ１の順で記している。従って、上段に記した第１の固定子部ＳＡ１は左から各磁極の極歯の存在部と極歯を欠いた部分が３Ａｂ１、３Ａｃ２、３Ａｂ３、３Ａｃ４、３Ａｂ５、３Ａｃ６、３Ａｂ１の順で並んで示される。また、その下段に記した第２の固定子部ＳＡ２は左から各磁極の極歯を欠いた部分と極歯の存在部が３Ａｃ１、３Ａｂ２、３Ａｃ３、３Ａｂ４、３Ａｃ５、３Ａｂ６、３Ａｃ１の順で並んで示される。
また、各単位回転子に記したＮは、Ｎ極が現れた爪状極歯を、またＳは、Ｓ極が現れた爪状極歯を夫々示していて、モータの回転状況を示すために、第１の単位回転子の所定の極歯Ｎを丸で囲んで示している。
また、固定子の磁極に記したＮは、夫々の磁極に巻き回した巻線に励磁電流を流すことによってＮ極に着磁された爪状極歯、Ｓは、同様に巻線に励磁電流を流すことによってＳ極に着磁された爪状極歯を夫々示していて、各爪状極歯の間隙は図示を省略している。
【００３４】
今、図１０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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の爪状極歯のＮ極が吸引される。
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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ２に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の爪状極歯のＮ極が吸引される。
従って、ステップ１からステップ２に進むことによって、回転子は段落番号【００２７】において示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ２の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ角（τＲＡ１）／１２回転する。
【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がＳ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ３に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の爪状極歯のＳ極が吸引される。
第１の単位回転子の爪状極歯と第２の単位回転子の爪状極歯の同一極は１／４ピッチ偏位させているので、ステップ２からステップ３に進むことによって、回
転子は、段落番号【００２７】で示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ３の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の２倍角度２×（τＲＡ１）／１２回転する。
【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がＮ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ４に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の爪状極歯のＳ極が吸引される。
従って、ステップ３からステップ４に進むことによって、回転子は、段落番号【００２７】で示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ４の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の３倍角度３×（τＲＡ１）／１２回転する。
【００３７】
以下、図９に示した順序を繰り返して上述と同様に励磁用巻線に励磁電流を供給することによって、モータはステップ角である（τＲＡ１）／１２ずつ回転を継続する。（８）式、（９）式の条件に対しても上記と同様に説明ができる。
【００３８】
実施の形態２：
次に、本発明を６相１２極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した実施の形態２を図１１乃至図１７によって実施の形態１を参照して説明する。
従って、実施の形態１で６相６極モータについて説明した内容を６相１２極モータに転換し容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号を使用し、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して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等を参照し、磁極や極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。
【００３９】
図１１は６相１２極モータの縦断正面図、図１２は図１１のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１１、図１２において、ＳＢは固定子で磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成される。
固定子ＳＢは環状のヨーク部２の内方向に１２個の磁極３Ｂ１〜３Ｂ１２を等しい角度間隔で求心状に形成していて、各磁極は交互に形成位置を交差させて少なくとも１以上の数の極歯３Ｂａを形成している。
即ち、磁極３Ｂ１、３Ｂ３、３Ｂ５、３Ｂ７、３Ｂ９、３Ｂ１１には同一側である第１の固定子部ＳＢ１に極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ２、３Ｂ４、３Ｂ６、３Ｂ８、３Ｂ１０、３Ｂ１２には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＢ２に極歯３Ｂａを設けている。
上記各磁極には、巻線４Ｂ１乃至４Ｂ１２（図１１では各巻線を代表して符号４Ｂで記している）が巻き回されている。
各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１同様、固定子のどの磁極を基準にして定めるようにしても良い。
【００４０】
図１３に固定子ＳＢの磁極部の構造を示している。即ち、同図において、同図（Ａ）は上述した奇数番目の磁極３Ｂ１、３Ｂ３等の内の１つ磁極３Ｂ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には上述した偶数番目の磁極３Ｂ２、３Ｂ４等の内の１つ磁極３Ｂ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した奇数番目の磁極３Ａ１の１／２である３Ｂｂ部には極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ１の他の１／２である３Ｂｃ部には極歯３Ｂａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｂ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｂ２の１／２である３Ｂｂ部には極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ２の他の１／２である３Ｂｃ部には極歯３Ｂａを欠いている。
【００４１】
次に、図１４を参照して固定子ＳＢを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
即ち、同図に示すように、固定子鉄板ＰＢは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＢａを設けた同一形状の磁極部ＰＢ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＢ２とを交互に各６個、総計で１２個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＢ１と磁極部ＰＢ２との間隔角度θＢは３６０°／１２ 即ち３０°に形成した上、固定子鉄板ＰＢを所定枚数極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＢ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＢを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＢ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００４２】
回転軸８には、実施の形態１と同様に第１の単位回転子ＲＢＡと第２の単位回転子ＲＢＢを結合している。
第１の単位回転子ＲＢＡ及び第２の単位回転子ＲＢＢは同一構造であって各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｂａ、１１Ｂａの数以外の構造は実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００４３】
上記構造の固定子と回転子の各磁極部の構成は、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τＲＡをτＲＢに、符号τＳＡをτＳＢ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爪状極歯との関係が示される。
τＲＢ＝τＳＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
０．７５τＲＢ≦τＳＢ＜τＲＢ・・・・・・・・・・・（１４）
τＲＢ＜τＳＢ≦１．２５τＲＢ・・・・・・・・・・・（１５）
【００４４】
即ち、固定子の極歯と回転子の爪状極歯との相互位置関係は、実施の形態１について図６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に示した各符号を、固定子の所定の磁極の磁極存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｂｂ１、３Ｂｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｂｃ１、３Ｂｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＢ＝３６０°／１２に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＢに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＢＡ１、ＲＢＡ２、ＲＢＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＢＢ１、ＲＢＢ２、ＲＢＢ３に、回転子の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＢ１、τＲＢ２、τＲＢ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＢ１、αＢ２、αＢ３に夫々置換することによってそのまま利用できる。
【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爪状極歯のピッチの関係が（１３）式で示される場合、回転子の永久磁石の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ１は（τＲＢ１）／１２になる。
ＺＢ１＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６）
但し、ＺＢ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４６】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（１４）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ２は（τＲＢ２）／１２になる。
ＺＢ２＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７）
但し、ＺＢ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４７】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（１５）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（１８）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ３は（τＲＢ３）／１２になる。
ＺＢ３＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１８）
但し、ＺＢ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４８】
図１５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爪状極歯の数（Ｚで記す）と、このモータのステップ角との関係を示している。
【００４９】
図１６は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。図１６において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｂ１と巻線４Ｂ７とを直列結線した回路の引出線、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｂ２と巻線４Ｂ８とを直列結線した回路の引出線、以下同様に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とを直列結線した回路の各引出線であって、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。
【００５０】
本実施の形態におけるモータの駆動は、図１７に示したステップに従って実行される。
図１７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以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に示す四辺形は、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。
従って、図１７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。
従って、その動作は実施の形態１の説明で図１０に示した展開図に上述した段
落番号【００３８】乃至【００４８】の説明を参照して固定子の磁極を６極分追加し、回転子の爪状極歯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１７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（τＲＢ１）／１２ずつ歩進し回転を継続し、１２パルスで極歯１ピッチ分回転する。
【００５１】
実施の形態３：
次に、本発明を１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した実施の形態３を図１８乃至図２４によって、前述した実施の形態１、実施の形態２を参照して説明する。
従って、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極モータに転換し容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号を使用し、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して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等を参照し、磁極や極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。
【００５２】
図１８は１０相１０極モータの縦断正面図、図１９は図１８のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１８、図１９において、ＳＣは固定子で、後述するように磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成される。
固定子ＳＣはヨーク部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して、各磁極は交互に極歯の形成位置を交差させている。 即ち、磁極３Ｃ１、３Ｃ３、３Ｃ５、３Ｃ７、３Ｃ９には同一側である第１の固定子部ＳＣ１に極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ２、３Ｃ４、３Ｃ６、３Ｃ８、３Ｃ１０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＣ２に極歯３Ｃａを設けている。
上記各磁極には実施の形態１等と同様、巻線４Ｃ１乃至４Ｃ１０（図１８では各巻線を代表して符号４Ｃで記している）が巻き回されている。上述した各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１等に説明したのと同様、固定子のどの磁極を基準に定めるようにしても良い。
【００５３】
図２０に固定子ＳＣの磁極部の構造を示している。即ち、同図において、（Ａ）には前述した奇数番目の磁極３Ｃ１、３Ｃ３等の内の１つの磁極３Ｃ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、（Ｂ）には偶数番目の磁極３Ｃ２、３Ｃ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｃ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ｃ１の１／２である３Ｃｂ部には極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ１の他の１／２である３Ｃｃ部には極歯３Ｃａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｃ２においては同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｃ２の１／２である３Ｃｂ部には極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ２の他の１／２である３Ｃｃ部には極歯３Ｃａを欠いている。
【００５４】
次に、図２１を参照して固定子ＳＣを構成する固定子鉄心の製作方法の例を説明する。
即ち、同図に示すように、固定子鉄板ＰＣは環状のヨーク部２の内部に先端部に極歯ＰＣａを設けた同一形状の磁極部ＰＣ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＣ２とを交互に各５個、総計で１０個を求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＣ１と磁極部ＰＣ２との間隔角度θＣは３６０°／１０ 即ち３６°に形成した上、固定子鉄板ＰＣを所定枚数極歯が重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＣ１を構成する鉄心を形成する。 次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＣを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＣａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち第２の固定子部ＳＣ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００５５】
回転軸８には、実施の形態１、実施の形態２同様、第１の単位回転子ＲＣＡと第２の単位回転子ＲＣＢが結合されている。
第１の単位回転子ＲＣＡ及び第２の単位回転子ＲＣＢは同一構造であって、各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｃａ、１１Ｃａの数以外の構造は、実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００５６】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、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τＲＡをτＲＣに、符号τＳＡをτＳＣ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を参照して固定子の磁極に形成する極歯と回転子に形成する爪状極歯の関係が示される。
τＲＣ＝τＳＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１９）
０．７５τＲＣ≦τＳＣ＜τＲＣ・・・・・・・・・・・（２０）
τＲＣ＜τＳＣ≦１．２５τＲＣ・・・・・・・・・・・（２１）
【００５７】
即ち、固定子の各極歯と回転子の各爪状極歯との相互位置関係は、実施の形態１で説明した状況（図６）と同一なので図示は省略するが、図６に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｃｂ１、３Ｃｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｃｃ１、３Ｃｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＣ＝３６０°／１０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＣに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＣＡ１、ＲＣＡ２、ＲＣＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＣＢ１、ＲＣＢ２、ＲＣＢ３に、回転子の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＣ１、τＲＣ２、τＲＣ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＣ１、αＣ２、αＣ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００５８】
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爪状極歯のピッチの関係が（１９）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ１は（τＲＣ１）／２０になる。
ＺＣ１＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２２）
但し、ＺＣ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００５９】
また、固定子の極歯と回転子磁極の爪状極歯のピッチの関係が（２０）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）式で示したように、下記（２３）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ２は（τＲＣ２）／２０になる。
ＺＣ２＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２３）
但し、ＺＣ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６０】
また、固定子の極歯と回転子磁極の爪状極歯の回転子のピッチの関係が（２１）式で示される場合、各回転子の爪状極歯の数を（４）式で示したように下記（２４）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ３は（τＲＣ３）／２０になる。
ＺＣ３＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２４）
但し、ＺＣ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６１】
図２２は、本実施の形態のモータにおいて、ｎを１から変化させた条件における各回転子磁極の爪状極歯の歯数（Ｚと記す）と、このモータのステップ角との関係を示すものである。
【００６２】
図２３は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。 同図おいて、Ａ、Ａ′は巻線４Ｃ１の引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｃ２の引出線、以下同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｃ３の、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｃ４の、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｃ５の、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｃ６の、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｃ７の、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｃ８の、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｃ９の、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パルス出力回路が接続される。
【００６３】
図２４は本実施の形態のモータ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す。
同図において、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順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に記す四辺形は、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、同図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１０に示した展開図を、上述した段
落番号【００５１】乃至【００６２】の説明を参照して固定子の磁極を１０極に変換し、回転子の爪状極歯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２４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（τＲＣ１）／２０ずつ回転を継続し、２０パルスで爪状極歯１ピッチ分回転する。
【００６４】
実施の形態４：
次に、本発明を１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した実施の形態４を図２５乃至図３１によって、実施の形態１乃至３を参照して説明する。
従って、実施の形態１（６相６極）、実施の形態３（１０相１０極）の各モータについて説明した内容を本実施の形態の１０相２０極モータに転換して容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記し、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等を参照し、磁極や極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。
【００６５】
図２５は本実施の形態の１０相２０極モータの縦断正面図、図２６は図２５のＸ−Ｘ′断面を示している。
図２５、図２６において、ＳＤで、後述するように磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成されている。
固定子ＳＤはヨーク部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位置を交差させている。
即ち、磁極３Ｄ１、３Ｄ３、３Ｄ５、３Ｄ７、３Ｄ９、３Ｄ１１、３Ｄ１３、３Ｄ１５、３Ｄ１７、３Ｄ１９には同一側である第１の固定子部ＳＤ１に極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ２、３Ｄ４、３Ｄ６、３Ｄ８、３Ｄ１０、３Ｄ１２、３Ｄ１４、３Ｄ１６、３Ｄ１８、３Ｄ２０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＤ２に極歯３Ｄａを設けている。
上記の各磁極には実施の形態１等と同様、巻線４Ｄ１乃至４Ｄ２０（図２５では各巻線を代表して符号４Ｄで記している）が巻き回されている。
上述した各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１等に説明したのと同様、固定子のどの磁極を基準に定めるようにしても良い。
【００６６】
図２７に固定子ＳＤの磁極部の構造を示している。即ち、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ｄ１、３Ｄ３等の内の１つの、例えば磁極３Ｄ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には前述した偶数番目の磁極３Ｄ２、３Ｄ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｄ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ｄ１の１／２である３Ｄｂ部には極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ１の他の１／２である３Ｄｃ部には極歯３Ｄａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｄ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｄ２の１／２である３Ｄｂ部には極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ２の他の１／２である３Ｄｃ部には極歯３Ｄａを欠いている。
【００６７】
次に、図２８を参照して固定子ＳＤを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
同図に示すように、固定子鉄板ＰＤは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＤａを設けた同一形状の磁極部ＰＤ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＤ２とを交互に各１０個、総計で２０個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＤ１と磁極部ＰＤ２との間隔角度θＤは３６０°／２０ 即ち１８°に形成した上、固定子鉄板ＰＤを所定枚数極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＤ１を構成する鉄心を形成する。次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、即ち１８°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ＰＤを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＤ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００６８】
回転軸８は、他の実施の形態と同様に、第１の単位回転子ＲＤＡと第２の単位回転子ＲＤＢが結合されている。
第１の単位回転子ＲＤＡ及び第２の単位回転子ＲＤＢは同一構造で、各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｄａ、１１Ｄａの数以外の構造は実施の形態１と同様に構成すれば良い。
【００６９】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、下記（２５）式、（２６）式、（２７）式夫々の条件において、図６を参照して固定子の磁極に形成する極歯と回転子に形成する爪状極歯との関係が示される。
τＲＤ＝τＳＤ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２５）
０．７５τＲＤ≦τＳＤ＜τＲＤ・・・・・・・・・・・（２６）
τＲＤ＜τＳＤ≦１．２５τＲＤ・・・・・・・・・・・（２７）
【００７０】
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について説明した状況（図６）と同一なので図示は省略するが、図６に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｄｂ１、３Ｄｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｄｃ１、３Ｄｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＤ＝３６０°／２０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＤに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＤＡ１、ＲＤＡ２、ＲＤＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＤＢ１、ＲＤＢ２、ＲＤＢ３に、各回転子磁極の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＤ１、τＲＤ２、τＲＤ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＤ１、αＤ２、αＤ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００７１】
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磁極の爪状極歯のピッチの関係が（２５）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ１は（τＲＤ１）／２０になる。
ＺＤ１＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２８）
但し、ＺＤ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７２】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（２６）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ２は（τＲＤ２）／２０になる。
ＺＤ２＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２９）
但し、ＺＤ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７３】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（２７）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）式で示したように、下記（３０）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ３は（τＲＤ３）／２０になる。
ＺＤ３＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（３０）
但し、ＺＤ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７４】
図２９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爪状極歯の歯数（Ｚと記す）と、このモータのステップ角との関係を示している。
【００７５】
図３０は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。同図において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｄ１と巻線４Ｄ１１とを直列結線した引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｄ２と巻線４Ｄ１２とを直列結線した引出線、以下同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｄ３と巻線４Ｄ１３とを、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｄ４と巻線４Ｄ１４とを、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｄ５と巻線４Ｄ１５とを、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｄ６と巻線４Ｄ１６とを、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｄ７と巻線４Ｄ１７とを、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｄ８と巻線４Ｄ１８とを、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｄ９と巻線４Ｄ１９とを、Ｊ、Ｊ′は巻線４Ｄ１０と巻線４Ｄ２０とを直列結線した引出線であって、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。
【００７６】
本実施の形態のモータの駆動は、図３１に示す１相励磁の場合の励磁シーケンスのステップに従ってバイポーラ駆動される。
図３１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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に記す四辺形は引出線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３１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１０に示した展開図を、上述した段落番号６４乃至７５の説明を参照して固定子の磁極を２０極に変換し、回転子の爪状極歯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３１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（τＲＤ１）／２０ずつ回転を継続し、２０パルスで爪状極歯１ピッチ分回転する。
【００７７】
実施の形態５：
前述した実施の形態１においては、本発明の技術思想を夫々インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した例について説明したが、本発明の技術思想はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータにも適用できるので、この場合の実施の形態５を次に図３２によって説明する。
図３２は前述した実施の形態１乃至実施の形態４の説明に使用した図１、図１１、図１８、図２５に対応しており、６極、１０極、１２極、２０極等極数の違いに対しては、インナロータ形モータについての各実施の形態を参照すれば、その極数の違いに基づく構造と特性の違いを容易に理解できるので、相数と極数は限定しないでインナロータ形モータとの違いを主体にして、アウタロータ形モータの構造を説明して機能の説明は省略する。
即ち、相数や極数の異なった各種のアウタロータ形モータについては、後述する固定子と回転子との相互位置の違いに基づく構造の違いを考慮して前述したインナロータ形モータ各実施の形態を参照すれば良い。従って、本実施の形態の説明では実施の形態１乃至実施の形態４で示した固定子の磁極の数に基づく構造を説明する図２、図１２、図１９、図２６等のＸ−Ｘ′断面図の図示説明等は省略する。
【００７８】
図３２において、固定子ＳＫは円筒状に形成した保持材２０の外周に沿って形成されている。固定子ＳＫには等ピッチで、前述したインナロータ形モ−タに形成した磁極と類似形状の磁極２１が放射状に、そのモータの極数だけの数が等間隔で成されている。
即ち、本実施の形態における磁極は、実施の形態１乃至実施の形態４で説明したインナロータ形のモータの磁極が円筒状の内面に求心状に形成されていたのに対して、同一構成の磁極が円筒状の外面に放射状に形成されている。
即ち、各磁極２１は回転軸方向の１／２又は、ほぼ１／２の幅で一個おきの各磁極に少なくとも１以上の極歯２１ａを等ピッチで形成した第１の固定子部ＳＫ１と、この第１の固定子部ＳＫ１の極歯２１ａを形成した残りの１／２、又は、ほぼ１／２の幅で少なくとも１以上の極歯２１ａを形成した第１の固定子部ＳＫ１の磁極２１ａを形成した残りの磁極である第２の固定子部ＳＫ２によって構成されている。即ち、第１の固定子部ＳＫ１の磁極と第２の固定子部ＳＫ２の磁極とは交互に極歯の形成位置を交差させている。
各磁極２１には励磁用巻線２２が巻き回されている。
【００７９】
上述した円筒状に形成した固定子ＳＫの中心部に図示しない軸受で回転自在に回転軸２３が支承されている。回転軸２３の片方の端部近傍に固定した垂直保持材２４には、例えば非磁性体で形成した円筒状保持材２５が前述した固定子ＳＫの表面を平行に覆うように形成されている。
円筒状保持材２５の内面には、前述した第１の固定子部ＳＫ１に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙を設けて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の第１の単位回転子ＲＫＡが固定されている。また、前述した第２の固定子部ＳＫ２に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙を設けて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の第２の単位回転子ＲＫＢが固定されている。
第１の単位回転子ＲＫＡと第２の固定子部ＳＫ２とは前述したインナロータ形モータと同様夫々第１の回転子磁極２７には、回転軸２３の軸方向に着磁した永久磁石２６を覆って永久磁石２６の方向に直角に折り曲げた形状に第１の固定子部ＳＫ１に形成した極歯２１ａの形状とピッチに対応したピッチと形状の爪状極歯２７ａが設けられ、第２の回転子磁極２８は第１の回転子磁極と同一形状に形成し、爪状極歯２８ａを第１の回転子磁極２７に設けた爪状極歯２７ａとの間に反対側から噛み合わせるように第１の回転子磁極と共に、永久磁石２６に固定されている。第１の回転子磁極２７に設けた爪状極歯と、第２の回転子磁極２８に設けた爪状極歯２８ａとの間には所定間隙を設けるように、夫々の爪状極歯が設定されている。
【００８０】
第１の単位回転子ＲＫＡに形成した永久磁石によって生じる所定磁極極性の爪状極歯と、第２の単位回転子ＲＫＢに形成した永久磁石によって生じる所定磁極極性の爪状極歯とは、前述したインナロータ形モータと同様、夫々の同一極間のピッチの１／４回転し偏位させている。
従って、インナロータ形モータと同様、固定子の磁極に巻き回した巻線に順次電流を供給することによって、インナロータ形モータと同様、その磁極の構成等の条件に従った特性で回転する。
即ち、実施の形態５に示す構造においても、実施の形態１乃至実施の形態４夫々に示したように、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。
なお、この本実施の形態の固定子は、実施の形態１乃至実施の形態４で説明したインナロータ形のモータの固定子と類似同様の製法によって製作できる。
【００８１】
上述の各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当然である。
例えば、固定子の鉄心は前述したように磁性鉄板を積層して構成する代わりに、所定の形状に圧粉鉄心を焼結して構成できる等の各種の変形が考えられる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明に基づくインナロータ形又はアウタロータ形ハイブリッド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)従来のインナロータ形又はアウタロータ形いずれの多相形ハイブリッド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。
(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。
(3)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、本発明のものでは１０乃至２０個の固定子磁極で実現できる。
(4)固定子磁極の数を減らすことができるので、多相ステッピングモータでありながら、その小型化が可能である。
(5)固定子磁極の数を減らすことができるので、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)従来、製作困難であった多相ステッピングモータが安い価格で実現できる。(7)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２相乃至５相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。
(8)微少な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できる。
(9)回転子の円周上に交互に多数のＮ極とＳ極が構成できるので、多相モータでありながら偏平構造にすることができる。
(10)分解能の向上によって精度の良い回転制御が実現され、従来はサーボモータに頼る必要のあった回転システムに対してステッピングモータの適用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２】図１に示す６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図３】本実施の形態１における固定子の磁極先端部形状を説明する斜視図で、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。
【図４】本実施の形態１における固定子を形成する磁性材板（固定子鉄板）の形状を説明す平面図である。
【図５】実施の形態１における回転子の構造を説明する斜視図で、同図（Ａ）は回転子の組み立て図、同図（Ｂ）は単位回転子の分解図、同図（Ｃ）は各単位回転子の爪状極歯部の拡大説明図、同図（Ｄ）は永久磁石によって各回転子磁極の爪状極歯に生じる磁気極性の関係を示している回転子表面の展開概要図である。
【図６】実施の形態１における固定子の極歯と回転子の爪状極歯に生じる磁気極性との位置関係を説明する展開説明図で、同図（Ａ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の爪状極歯のピッチ（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爪状極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図、同図（Ｂ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）よりも小さく、かつ、回転子の爪状極歯のピッチ（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爪状極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図、同図（Ｃ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の極歯のピッチ（間隔角度）よりも大きく、かつ、回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）の１．２５倍に等しいか、より小さい場合における固定子の極歯と回転子の極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図である。
【図７】実施の形態１のステッピングモータにおける回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図８】実施の形態１におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図９】実施の形態１のステッピングモータのバイポーラ駆動をするため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図１０】実施の形態１の固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）が等しい場合において、図９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爪状極歯との位置関係を説明する、固定子の磁極と回転子の爪状極歯部の展開説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の６相１２極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１２】図１１に示す６相１２極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図１３】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斜視図で、図同図（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。
【図１４】実施の形態２における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。
【図１５】実施の形態２のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図１６】実施の形態２におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図１７】実施の形態２のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図１８】本発明の実施の形態３の１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１９】図１８に示す１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２０】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斜視図で、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。
【図２１】実施の形態３における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。
【図２２】実施の形態３のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図２３】実施の形態３におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図２４】実施の形態３のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図２５】本発明の実施の形態４の１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２６】図２５に示す１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２７】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斜視図で、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。
【図２８】実施の形態４における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。
【図２９】実施の形態４のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図３０】実施の形態４におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図３１】実施の形態４のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図３２】本発明の実施の形態５のアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図３３】従来のインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの縦断正面図である。
【図３４】図３３に示すインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図３５】従来構造のインナロータ形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である。
【図３６】従来構造のインナロータ形６相ステッピングモータ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。
【図３７】従来構造のインナロータ形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である。
【図３８】従来構造のインナロータ形２０相ステッピングモータ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。
【符号の説明】
２：ヨーク部
３Ａ１〜３Ａ６、３Ｂ１〜３Ｂ１２、３Ｃ１〜３Ｃ１０、３Ｄ１〜３Ｄ２０、２１：固定子の磁極
３Ａａ、３Ｂａ、３Ｃａ、３Ｄａ、２１ａ：固定子の極歯
３Ａｂ、３Ａｂ１、３Ａｂ２、３Ｂｂ１、３Ｂｂ２、３Ｃｂ１、３Ｃｂ２、３Ｄｂ１、３Ｄｂ２：固定子磁極の極歯存在部
３Ａｃ、３Ａｃ１、３Ａｃ２、３Ｂｃ１、３Ｂｃ２、３Ｃｃ１、３Ｃｃ２、３Ｄｃ１、３Ｄｃ２：固定子磁極の極歯非存在部
４Ａ、４Ａ１、〜４Ａ６、４Ｂ、４Ｂ１〜４Ｂ１２、４Ｃ、４Ｃ１〜４Ｃ１０、４Ｄ、４Ｄ１〜４Ｄ２０、２２：巻線
８、２３：回転軸
９、２６：永久磁石
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、２７、２８：回転子磁極
１０Ａａ、１０Ｂａ、１０Ｃａ、１０Ｄａ、１１Ａａ、１１Ｂａ、１１Ｃａ、１１Ｄａ、２７ａ、２８ａ：爪状極歯
Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′、Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′、Ｇ、Ｇ′、Ｈ、Ｈ′、Ｉ、Ｉ′、Ｊ、Ｊ′、：巻線の引出線
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ：磁性材板（固定子鉄板）
ＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１；磁性材板（固定子鉄板）の極歯存在部
ＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２；磁性材板（固定子鉄板）の極歯非在部
ＰＡａ、ＰＢａ、ＰＣａ、ＰＤａ；磁性材板（固定子鉄板）の極歯
ＲＡＡ、ＲＡＢ、ＲＢＡ、ＲＢＢ、ＲＣＡ、ＲＣＢ、ＲＤＡ、ＲＤＢ、ＲＫＡ、ＲＫＢ：単位回転子
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＫ：固定子
ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１、ＳＤ１、ＳＫ１：第１の固定子部
ＳＡ２、ＳＢ２、ＳＣ２、ＳＤ２、ＳＫ２：第２の固定子部
τＲＡ、τＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３：回転子磁極の爪状極歯のピッチ（間隔角度）
τＳＡ：固定子磁極の極歯間のピッチ（間隔角度）
αＡ１、αＡ２、αＡ３：固定子の極歯と回転子の所定の爪状極歯との間隔角度
θＡ、θＢ、θＣ、θＤ：固定子の磁極間ピッチ（間隔角度）
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の構造に係り、特にプリンター、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を必要とするＯＡ機器等の駆動に最適な高分解能のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータは図３３、図３４に示すような構造をしている。
即ち、図３３はインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータ（以下モータと略称する）の構成を示す縦断正面図、図３４は図３３のＸ−Ｘ′断面図である。
図３３、図３４において、３１は円筒状のケーシングであって、ケーシング３１は磁性体によって成型したヨーク部３２と一体に結合されている。ヨーク部３２の内方向には、このモータの構造特性に対応した所定数（図示のものでは８個）の磁極３３が等しい間隔で求心状に形成されている。各磁極３３には磁極３３夫々を磁化するための巻線３４が嵌合されている。
また、各磁極３３の先端部には、このモータの構造特性に対応した数の極歯３３ａが等しい間隔で形成されている。
【０００３】
ケーシング３１の両端にはエンドカバー３５、３６が一体に結合されている。エンドカバー３５、３６の中央部には夫々に軸受３７ａ、３７ｂが嵌合され、１対の軸受３７ａ、３７ｂは回転軸３８を回転自在に軸支している。
回転軸３８は軸方向に着磁された永久磁石３９が嵌合し固定されている。
永久磁石３９は円盤状の２個の回転子磁極４０Ａ、４０Ｂによって挟持されている。回転子磁極４０Ａと４０Ｂ夫々の外周には固定子の磁極３３に形成した極歯３３ａの形状と間隔に対応させた形状と間隔で極歯４０ａを形成しており、第１の回転子磁極４０Ａの極歯４０ａと第２の回転子磁極４０Ｂの極歯４０ａとは１／２ピッチ回転偏位させて結合されている。
【０００４】
上述の構成のモータは固定子の巻線３４に順次所定の順序で通電することによって、固定子の各極歯３３ａが順次回転磁化される。従って、この固定子の各極歯３３ａと永久磁石３９によって磁化されている回転子の各極歯４０ａとの相互作用により、固定子の各磁化される極歯３３ａの回転につれて回転子の各極歯４０ａは回転する。従って、各回転子磁極と一体化した回転軸３８は回転し、また停止する。
モータが所定の巻線に１回電流を流すことによって回転子が回転するステップ角θＳは固定子巻線の相数と回転子の磁極に形成した極歯の数によって（１）式のように表わされる。
θＳ＝１８０°／（Ｍ×Ｑ）・・・・・・・・・・（１）
但し、Ｍは固定子の相数、Ｑは各回転子磁極に形成される極歯の数を示す。
【０００５】
図３５は６相２４極モータにおけるモノファイラ巻きでの、従来の結線例を示している。即ち、１乃至２４は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示していて、巻線１と巻線１３は同一方向に結線し、巻線７と巻線１９は逆方向に結線して端子Ａ、Ａ′に接続している。また、巻線２と巻線１４は同一方向に結線し、巻線８と巻線２０は逆方向に結線して端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線１５は同一方向に結線し、巻線９と巻線２１は逆方向に結線して端子Ｃ、Ｃ′に接続し、巻線４と巻線１６は同一方向に結線し、巻線１０と巻線２２は逆方向に結線して端子Ｄ、Ｄ′に接続し、巻線５と巻線１７は同一方向に結線し、巻線１１と巻線２３は逆方向に結線して端子Ｅ、Ｅ′に接続し、巻線６と巻線１８は同一方向に結線し、巻線１２と巻線２４は逆方向に結線して端子Ｆ、Ｆ′に接続している。
【０００６】
図３６は図３５に示したような結線における６相モータの１相励磁における励磁シーケンスを示している。
図３６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まで記し、ステップ１６以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次記し、各引出線を記す横軸には、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、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３６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θＳずつ回転する。
【０００７】
図３７は２０相４０極モータにおけるモノファイラ巻きでの、従来の結線例を示している。即ち、１乃至４０は夫々固定子の磁極に巻き回した巻線を示していて、巻線１と巻線２１を直列接続した回路は端子Ａ、Ａ′に接続している。また、巻線２と巻線２２を直列接続した回路は端子Ｂ、Ｂ′に接続し、巻線３と巻線２３を直列接続した回路は端子Ｃ、Ｃ′に接続し、以下、同様に２個ずつの巻線を直列接続した回路が夫々Ｄ、Ｄ′乃至Ｔ、Ｔ′に接続している。
【０００８】
図３８は図３７に示したような結線における２０相モータの１相励磁における励磁シーケンスを示している。
図３８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２１まで示し、ステップ２２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記し、各引出線を記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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、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３８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ように、このモータの構成で定まるステップ角θＳずつ回転する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したステップ角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能の良いモータを得ようとすると、ステップ角θＳを微小にすることが必要であり、上述した以外にも相数や極数の設定及びハイブリッドの構成等に各種の手段が講じられている。
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の場合では、（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、回転子の極歯数Ｑを多くしなければならない。
例えば、回転子の極歯数を５０にすると、従来の２相モータでは、上記（１）式から
θＳ＝１８０°／（２×５０）＝１．８°になる。
また、回転子の極歯数が５０の３相モータでは、
θＳ＝１８０°／（３×５０）＝１．２°
回転子の極歯数が５０の５相モータでは、
θＳ＝１８０°／（５×５０）＝０．７２°
になる。
ところで、回転子の極歯数は回転子を形成する磁性体板を加工するプレス型や材料特性等の工作技術上の制約から制限がある。従って、極歯の数は無制限に多くすることができず、１００程度が限度である。
また、回転子は永久磁石を挟んだ２個の回転子磁極によって構成されるため、モータ長が長くなる。そのために、偏平なモータを製作しようとすると出力トルクの上限が制限されるので不利になる。
【００１０】
また、相数を多く取ろうとすると、従来の技術によると、例えば６相モータの場合は２４極の固定子、１０相モータの場合は４０極の固定子が必要になる。そのために、磁極の間に巻線を形成するスロット面積が小さくなるので、小型のモータを得ようとすると、銅量が多くとれないので、電気的損失が増大する等という問題がある。
また、固定子の磁極数が多くなるため、図３５、図３７に記したように巻線の数が多くなるので接続が複雑になる等の原因でコストアップになるという問題があった。そのために、現実には５相モータが小型ハイブリッド形ステッピングモータの相数の限界であるとされていた。
本発明は従来のものの上記課題（問題点）を解決し、少ない磁極数で多相化を図ると同時に、回転子は先端部に爪状極歯を形成した磁極によって永久磁石を包み込む形状にすることによって、製作を可能にした偏平タイプで高分解能で高精度の多相ハイブリッド形ステッピングモータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に基づくインナロータ形多相ハイブリッド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夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、この磁極の内、交互に形成された半数の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて、固定子の極歯数に対応する数の固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周上に形成した第１の回転子磁極と、この第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を第１の回転子磁極の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを、軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した円筒状永久磁石を挟んで、回転軸に固定した第１の単位回転子と、第１の単位回転子と同一形状に形成して第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで回転軸に固定し構成した。
【００１２】
また、アウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータは、円筒状磁性体の円筒外面から放射状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上複数の磁極を形成し、この磁極の内、交互に形成された半数の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極夫々の先端部には軸方向厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて固定子の極歯数に対応する数の固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周上に形成した第１の回転子磁極と、第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を第１の回転子磁極の夫々の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを、軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した環状永久磁石を挟んで、回転軸に固定した第１の単位回転子と、第１の単位回転子と同一形状に形成して第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで回転軸に固定し構成した。
【００１３】
この場合、６極６相のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を６個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（２）式の関係を満足するように形成するのが望ましい。
同様に、６相１２極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を１２個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（３）式の関係を満足するように形成するのが、また、１０相１０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を１０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（４）式の関係を満足するように形成するのが、さらに、１０相２０極のインナロータ形又はアウタロータ形のハイブリッド形ステッピングモータでは、固定子の磁極の数を２０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚは下記（５）式の関係を満足するように形成するのが夫々望ましい。
Ｚ＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
Ｚ＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
Ｚ＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
Ｚ＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
但し、上記（２）式乃至（５）式においてｎは ｎ≧１の整数である。
【００１４】
なお、上述した固定子は、求心状又は放射状に形成した磁極形成部の交互に極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに、上述の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。
【００１５】
即ち、下記条項を満足するように構成する。
▲１▼固定子の巻線の相数は６又は１０とする。
▲２▼固定子は環状のヨーク部内周に求心状に、又は円筒状のヨーク部の外周に放射状に所定個（Ｑ個）の磁極を形成し、各隣接する磁極は交互に軸方向左右の厚みの半分の極歯を欠くようにする。
▲３▼固定子の磁心は、磁極形成部１つおきの先端部に極歯を形成した磁性体板を所定枚数積層し、さらに、この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て構成する。
▲４▼回転子は、先端部を固定子磁極表面に爪状極歯で対向するように形成した２個の円盤状体で軸方向に着磁した永久磁石を挟持した２個の単位回転子を同極同士の極に対して相互に１／４ピッチ偏位させ非磁性体部を挟んで構成する。
▲５▼上記のＱ＝６で６相巻線の場合は上記（２）式を満足させる。
▲６▼上記のＱ＝１２で６相巻線の場合は上記（３）式を満足させる。
▲７▼上記のＱ＝１０で１０相巻線の場合は上記（４）式を満足させる。
▲８▼上記のＱ＝２０で１０相巻線の場合は上記（５）式を満足させる。
▲９▼上記の条件はアウタロータ形モータ及びインナロータ形モータの双方に適用させる。
【００１６】
上述のような本発明に基づく構成においては、インナロータ形でも、アウタロータ形でも製作が可能であって、固定子の磁極の数を増大することなく、多相ステッピングモータとしての機能が発揮される。
また、爪状極歯を形成したモータは構造から明らかなように、従来よりも偏平に形成できる。
従って、小型で精度の良い高分解能のステッピングモータが得られ、製作コストを低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の各実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１：
図１は本発明に基づき形成した６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図、図２は図１のＸ−Ｘ′断面図を示し、詳細図示は省略している。
図１、図２において、１は円筒状のケーシングで、このケーシング１は内部に固定子ＳＡの環状に形成したヨーク部２と一体に結合されている。
固定子ＳＡはヨーク部２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乃至３Ａ６が等しい間隔角度θＡで求心状に形成されている。
各磁極は詳細を後述するように、パルス電流を流して所定の方向に順次磁化するための励磁用巻線４Ａ１乃至４Ａ６（図１には各巻線を代表して符号４Ａで記している）が巻き回されている。
【００１８】
固定子ＳＡは図１に示すように、軸方向に第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２を隣接配置して構成している。
第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２夫々の幅は、このステッピングモータの構造等に対応して、夫々が正しく１／２に構成しても、詳細を後述するように回転子の構造に対応してステッピングモータとして機能が得られれば若干の相違があっても良い。
また、各磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５及び３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の先端部には、このモータの構造特性に対応した少なくとも１以上の数の極歯３Ａａが図３に示すように、軸方向のほぼ１／２ずつ交互に夫々等しい間隔角度で形成されている。
【００１９】
図３は固定子の磁極先端部形状を示すもので、同図（Ａ）は上述した磁極の奇数番目の磁極３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の内の１つ、例えば磁極３Ａ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には偶数番目の磁極３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の内の１つ、例えば磁極３Ａ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ａ１の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ１の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ａ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ａ２の１／２である３Ａｂ部には極歯３Ａａを設け、磁極３Ａ２の他の１／２である３Ａｃ部には極歯３Ａａを欠いている。
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。
また、上述した各磁極の符号に付した末尾の番号は、説明の便宜上特定の磁極から順次付したものであって、どの磁極から番号を付しても良いことは当然である。
【００２０】
図１、図２において、ケーシング１の両端にはエンドカバー５、６が一体に結合されている。
エンドカバー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は非磁性体で形成した回転軸８を回転自在に支承している。
回転軸８は、固定子ＳＡの半分である第１の固定子部ＳＡ１に対向させた位置に固定子部ＳＡ１に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隔をあけて第１の単位回転子ＲＡＡを装着しており、固定子ＳＡの他の半分である第２の固定子部ＳＡ２に対向させた位置に第２の固定子部ＳＡ２に形成した極歯３Ａａの表面との間に所定間隔をあけて第２の単位回転子ＲＡＢを装着している。
第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢは夫々同一構造である。第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢには、夫々回転軸８に永久磁石９を固定し、永久磁石９には詳細を後述するように形成した第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａが挟みつけて固定している。
第１の回転子磁極１０Ａの先端部には永久磁石９の方向に直角に折り曲げた形状に第１の固定子部ＳＡ１に形成した極歯３Ａａの形状とピッチに対応したピッチと形状の爪状極歯１０Ａａが設けられ、第２の回転子磁極１１Ａは第１の回転子磁極と同一形状に形成し、爪状極歯１１Ａａを第１の回転子磁極１０Ａに設けた爪状極歯１０Ａａとの間に反対側から噛み合わせるようにして第１の回転子磁極と共に永久磁石９に固定されている。第１の回転子磁極１０Ａに設けた爪状極歯１０Ａａと第２の回転子磁極１１Ａに設けた爪状極歯１１Ａａとの間には所定間隔を設けるように夫々の爪状極歯の寸法が設定されている。
【００２１】
上述した第１の単位回転子ＲＡＡに形成した永久磁石によって生じる所定磁気極性の爪状極歯と、第２の単位回転子ＲＡＢに形成した永久磁石によって生じる磁気極性の爪状極歯とは詳細を後述するように、同一極性の爪状極歯が相互に１／４ピッチ偏位させ非磁性体１２を介して固定している。
【００２２】
次に、図４を参照して固定子ＳＡを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
図４は固定子鉄心を構成するための磁性材板（以下固定子鉄板と称す）ＰＡを示している。即ち、固定子鉄板ＰＡは、環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＡａを設けた同一形状の磁極部ＰＡ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＡ２とを交互に各３個、総計で６個を求心状に形成している。
従って、上述した相互に隣接する磁極部ＰＡ１と磁極部ＰＡ２との間隔角度θＡは３６０°／６ 即ち６０°に形成されている。
図４に示す形状の固定子鉄板ＰＡを所定枚数極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＡ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の形成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＡを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＡａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＡ２を構成する鉄心を形成する。
従って、このように形成した固定子鉄心は、図３に示したように構成される。なお、固定子鉄板ＰＡは磁性材板からプレスによる打ち抜き加工によって製作すれば良い。
【００２３】
図５によって、前述した回転子の構成と製作方法を説明する。
同図（Ａ）は回転子の全体構造図を、同図（Ｂ）は単位回転子の分解図を、同図（Ｃ）と同図（Ｄ）は、永久磁石９によって各爪状極歯に現れる磁気極性を夫々示している。
第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとは同図（Ｂ）に示すように、円盤状部１０Ａｂの外周周辺部を直角になるように折り曲げた折曲部に、このモータ特性に必要な数と後述するように構成でき隙間をあけて夫々が同一円周面上に整列するように形成した爪状の極歯１０Ａａを設けた第１の回転子磁極１０Ａと、円盤状部１１Ａｂの外周周辺部を直角になるように折り曲げた折曲部に爪状の極歯１１Ａａを設けた第１の回転子磁極１０Ａと同一形状に形成した第２の回転子磁極１１Ａとを、永久磁石９を挟んで夫々の爪状極歯１０Ａａと１１Ａａとの間に等しい間隙をあけ夫々が同一円周面上に整列するようにして同図（Ｃ）に示すように両側から噛み合わせて後述するように回転軸８に固定する。
永久磁石９の極性を、同図（Ｂ）に示すようにして第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａとを結合すると、夫々の極歯１０Ａａと１１Ａａには同図（Ｃ）に示すように磁気極性が現れる。
上述のように構成した第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとを同図（Ａ）に示すように非磁性体１２を挟んで回転軸８に固定する。
第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢの外径と厚さ、及び非磁性体１２の厚さを適切に形成することによって、第１の単位回転子ＲＡＡのＮ、Ｓ２種類の磁性を備えた爪状極歯は固定子ＳＡの第１の固定子部ＳＡ１の極歯３Ａａとの間に所定の間隙を設けて正しく対向し、第２の単位回転子ＲＡＢのＮ、Ｓ２種類の磁性を備えた爪状極歯は固定子ＳＡの第２の固定子部ＳＡ２の極歯３Ａａとの間に所定の間隙を設けて正しく対向する。
即ち、上述のように構成できれば、前述したように第１の固定子部ＳＡ１と第２の固定子部ＳＡ２の軸方向の厚さは必ずしも等しくする必要はない。
上述した第１の回転子磁極１０Ａと第２の回転子磁極１１Ａの永久磁石９に対する装着、第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢの回転軸８に対する装着等は、夫々の爪状極歯に所望される磁極特性が適切に生じるようにすることができれば、回転軸８の磁気特性等とも対応させて上述以外の適切な手段で実行すれば良い。例えば、非磁性体１２は物質ではなく、適切に空間を設けるようにして回転軸８に固定するようにしても良い。
また、磁性体の回転軸を使用した場合は、例えば回転軸８に対して第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢを円筒状の非磁性体を介して接着等の手段で装着するようにしても良い。
【００２４】
図５（Ｃ）には、上述のように構成した各単位回転子の爪状極歯を示している。同図に示すＮは、各単位回転子に形成した第１の回転子磁極１０Ａの爪状極歯１０Ａａに永久磁石９によって現れた極性であるＮ極を、またＳは、各単位回転子に形成した第２の回転子磁極１１Ａの爪状極歯１１Ａａに永久磁石９によって現れた極性であるＳ極を夫々示している。
即ち、同図（Ｄ）に示すように、第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢに夫々に形成された同極間のピッチを、例えばＮ極間のピッチをτＲＡとすると、第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢに夫々に形成されたＮ極とＳ極間の間隔角度は（τＲＡ）／２になる。
また、第１の単位回転子ＲＡＡと第２の単位回転子ＲＡＢとは同極同士の極に対して１／４ピッチ偏位させて構成させるので、第１の単位回転子ＲＡＡに形成されたＮ極と第２の単位回転子ＲＡＢに形成されたＮ極間の間隔角度は（τＲＡ）／４になる。
同図（Ｂ）には永久磁石９を図に示す上側をＮ極に、下側をＳ極にして結合するように説明したが、Ｎ極とＳ極は上下逆にして構成しても良く、その場合は、同図（Ｃ）と同図（Ｄ）に示した各爪状極歯に現れる磁気磁性がＮ、Ｓ逆になることは当然である。
【００２５】
上述した各回転子磁極は所定厚みの磁性鉄板をプレスにより打ち抜き折り曲げて加工成形しても良いが、回転軸に結合する回転軸に直角方向に形成された円盤と、この円盤の先端部で直角方向、即ち、回転軸に平行に形成された爪状極歯が結合された形状に所定特性の磁性体で成形する等の他の手段によって製作するようにしても良い。
各回転子磁極に形成する爪状極歯の数をＺとすると、各回転子磁極の同極の爪状極歯間のピッチτＲＡは（６）式によって示される。
τＲＡ＝３６０°／Ｚ・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００２６】
上述した固定子の極歯と回転子の爪状極歯との相互位置関係を図６によって説明する。
即ち、同図（Ａ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が下記（７）式によって示される条件の場合を、同図（Ｂ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が下記（８）式によって示される条件の場合を、また同図（Ｃ）は固定子の極歯の形成ピッチτＳＡと回転子の爪状極歯の同極間のピッチτＲＡとの関係が（９）式によって示される条件の場合を夫々示している。
τＲＡ＝τＳＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
０．７５τＲＡ≦τＳＡ＜τＲＡ・・・・・・・・・・・・（８）
τＲＡ＜τＳＡ≦１．２５τＲＡ・・・・・・・・・・・・（９）
図６の各図において、θＡは固定子の磁極間のピッチ、３Ａｂ１は固定子ＳＡを形成する磁極部３Ａ１、３Ａ３、３Ａ５の内の所定の１つの極歯存在部で３Ａｃ１は極歯非存在部、３Ａｂ２は上記の磁極部に隣接する磁極部３Ａ２、３Ａ４、３Ａ６の内の所定の１つの極歯存在部で３Ａｃ２は極歯非存在部を夫々示している。
また、ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３は夫々第１の単位回転子で、Ｎは爪状極歯のＮ極、Ｓは爪状極歯のＳ極を示し、ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３は夫々第２の単位回転子で、Ｎは爪状極歯のＮ極、Ｓは爪状極歯のＳ極を示している。
【００２７】
同図（Ａ）において、τＳＡは固定子の極歯のピッチを示し、τＲＡ１は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ１は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１０）式で示される条件の場合、間隔角度αＡ１は（τＲＡ１）／１２になる。
ＺＡ１＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
但し、ＺＡ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２８】
また、同図（Ｂ）においては、固定子は同図（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ２は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ２は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１１）式で示される条件の場合、αＡ２は（τＲＡ２）／１２になる。
ＺＡ２＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
但し、ＺＡ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００２９】
また、同図（Ｃ）においては、固定子は同図（Ａ）と同一条件なのでθＡは固定子の磁極のピッチ、τＳＡは固定子の極歯のピッチを夫々示し、τＲＡ３は回転子の爪状極歯の同一極間のピッチを示している。
また、αＡ３は固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ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θＡは、３６０°／６であり、（２）式で示したように下記（１２）式で示される条件の場合、αＡ３は（τＲＡ３）／１２になる。
ＺＡ３＝３ｎ±１・・・・・・・・・・・・・・・・・（１２）
但し、ＺＡ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００３０】
図７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の爪状極歯の数（Ｚで示す）と、このモータのステップ角との関係を示すものである。
【００３１】
図８は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。
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、以下同じくＢ、Ｂ′は巻線４Ａ３の、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ａ４の、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ａ５の、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パルス出力回路が接続される。
【００３２】
次に、上述した構成のモータの駆動動作を図９、図１０によって説明する。
図９は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、図示したステップに従ってモータの駆動が実行される。
同図において、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以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次記し、各引出線を記す横軸には、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に示す四辺形は、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９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。
【００３３】
図１０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τＳＡと回転子の爪状極歯の同一極間のピッチτＲＡが等しい場合の固定子と回転子との位置関係を展開して示していて、横方向には、左から右に向けて順次固定子の磁極部３Ａ１、３Ａ２、３Ａ３、３Ａ４、３Ａ５、３Ａ６及び３Ａ１を再度示している。
縦方向には、図９によって前述したステップに対応してステップ１からステップ４までを記し、ステップ５以降は図示を省略している。
各ステップには、前述した図６を固定子の磁極全体図に拡大して示していて、上段から、上述した各磁極の片半分部である第１の固定子部ＳＡ１、第１の単位回転子ＲＡＡ１、上述した各磁極の他の片半分部である第２の固定子部ＳＡ２、第２の単位回転子ＲＡＢ１の順で記している。従って、上段に記した第１の固定子部ＳＡ１は左から各磁極の極歯の存在部と極歯を欠いた部分が３Ａｂ１、３Ａｃ２、３Ａｂ３、３Ａｃ４、３Ａｂ５、３Ａｃ６、３Ａｂ１の順で並んで示される。また、その下段に記した第２の固定子部ＳＡ２は左から各磁極の極歯を欠いた部分と極歯の存在部が３Ａｃ１、３Ａｂ２、３Ａｃ３、３Ａｂ４、３Ａｃ５、３Ａｂ６、３Ａｃ１の順で並んで示される。
また、各単位回転子に記したＮは、Ｎ極が現れた爪状極歯を、またＳは、Ｓ極が現れた爪状極歯を夫々示していて、モータの回転状況を示すために、第１の単位回転子の所定の極歯Ｎを丸で囲んで示している。
また、固定子の磁極に記したＮは、夫々の磁極に巻き回した巻線に励磁電流を流すことによってＮ極に着磁された爪状極歯、Ｓは、同様に巻線に励磁電流を流すことによってＳ極に着磁された爪状極歯を夫々示していて、各爪状極歯の間隙は図示を省略している。
【００３４】
今、図１０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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の爪状極歯のＮ極が吸引される。
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、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ２に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の爪状極歯のＮ極が吸引される。
従って、ステップ１からステップ２に進むことによって、回転子は段落番号【００２７】において示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ２の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ角（τＲＡ１）／１２回転する。
【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がＳ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ３に対向する第１の単位回転子ＲＡＡ１の爪状極歯のＳ極が吸引される。
第１の単位回転子の爪状極歯と第２の単位回転子の爪状極歯の同一極は１／４ピッチ偏位させているので、ステップ２からステップ３に進むことによって、回
転子は、段落番号【００２７】で示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ３の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の２倍角度２×（τＲＡ１）／１２回転する。
【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がＮ極に励磁される。従って、極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ４に対向する第２の単位回転子ＲＡＢ１の爪状極歯のＳ極が吸引される。
従って、ステップ３からステップ４に進むことによって、回転子は、段落番号【００２７】で示した間隔角度αＡ１回転する。即ち、ステップ４の磁極３Ａ１（極歯の存在する磁極の片側３Ａｂ１）部に示すように、ステップ１からステップ角の３倍角度３×（τＲＡ１）／１２回転する。
【００３７】
以下、図９に示した順序を繰り返して上述と同様に励磁用巻線に励磁電流を供給することによって、モータはステップ角である（τＲＡ１）／１２ずつ回転を継続する。（８）式、（９）式の条件に対しても上記と同様に説明ができる。
【００３８】
実施の形態２：
次に、本発明を６相１２極インナロータ形永久磁石形ステッピングモータに適用した実施の形態２を図１１乃至図１７によって実施の形態１を参照して説明する。
従って、実施の形態１で６相６極モータについて説明した内容を６相１２極モータに転換し容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号を使用し、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して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等を参照し、磁極や極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。
【００３９】
図１１は６相１２極モータの縦断正面図、図１２は図１１のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１１、図１２において、ＳＢは固定子で磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成される。
固定子ＳＢは環状のヨーク部２の内方向に１２個の磁極３Ｂ１〜３Ｂ１２を等しい角度間隔で求心状に形成していて、各磁極は交互に形成位置を交差させて少なくとも１以上の数の極歯３Ｂａを形成している。
即ち、磁極３Ｂ１、３Ｂ３、３Ｂ５、３Ｂ７、３Ｂ９、３Ｂ１１には同一側である第１の固定子部ＳＢ１に極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ２、３Ｂ４、３Ｂ６、３Ｂ８、３Ｂ１０、３Ｂ１２には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＢ２に極歯３Ｂａを設けている。
上記各磁極には、巻線４Ｂ１乃至４Ｂ１２（図１１では各巻線を代表して符号４Ｂで記している）が巻き回されている。
各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１同様、固定子のどの磁極を基準にして定めるようにしても良い。
【００４０】
図１３に固定子ＳＢの磁極部の構造を示している。即ち、同図において、同図（Ａ）は上述した奇数番目の磁極３Ｂ１、３Ｂ３等の内の１つ磁極３Ｂ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には上述した偶数番目の磁極３Ｂ２、３Ｂ４等の内の１つ磁極３Ｂ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した奇数番目の磁極３Ａ１の１／２である３Ｂｂ部には極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ１の他の１／２である３Ｂｃ部には極歯３Ｂａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｂ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｂ２の１／２である３Ｂｂ部には極歯３Ｂａを設け、磁極３Ｂ２の他の１／２である３Ｂｃ部には極歯３Ｂａを欠いている。
【００４１】
次に、図１４を参照して固定子ＳＢを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
即ち、同図に示すように、固定子鉄板ＰＢは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＢａを設けた同一形状の磁極部ＰＢ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＢ２とを交互に各６個、総計で１２個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＢ１と磁極部ＰＢ２との間隔角度θＢは３６０°／１２ 即ち３０°に形成した上、固定子鉄板ＰＢを所定枚数極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＢ１を構成する鉄心を形成する。
次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＢを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＢａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＢ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００４２】
回転軸８には、実施の形態１と同様に第１の単位回転子ＲＢＡと第２の単位回転子ＲＢＢを結合している。
第１の単位回転子ＲＢＡ及び第２の単位回転子ＲＢＢは同一構造であって各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｂａ、１１Ｂａの数以外の構造は実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００４３】
上記構造の固定子と回転子の各磁極部の構成は、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τＲＡをτＲＢに、符号τＳＡをτＳＢ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爪状極歯との関係が示される。
τＲＢ＝τＳＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
０．７５τＲＢ≦τＳＢ＜τＲＢ・・・・・・・・・・・（１４）
τＲＢ＜τＳＢ≦１．２５τＲＢ・・・・・・・・・・・（１５）
【００４４】
即ち、固定子の極歯と回転子の爪状極歯との相互位置関係は、実施の形態１について図６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に示した各符号を、固定子の所定の磁極の磁極存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｂｂ１、３Ｂｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｂｃ１、３Ｂｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＢ＝３６０°／１２に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＢに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＢＡ１、ＲＢＡ２、ＲＢＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＢＢ１、ＲＢＢ２、ＲＢＢ３に、回転子の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＢ１、τＲＢ２、τＲＢ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＢ１、αＢ２、αＢ３に夫々置換することによってそのまま利用できる。
【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爪状極歯のピッチの関係が（１３）式で示される場合、回転子の永久磁石の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ１は（τＲＢ１）／１２になる。
ＺＢ１＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１６）
但し、ＺＢ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４６】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（１４）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ２は（τＲＢ２）／１２になる。
ＺＢ２＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１７）
但し、ＺＢ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４７】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（１５）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（３）式で示したように下記（１８）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＢ３は（τＲＢ３）／１２になる。
ＺＢ３＝６ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（１８）
但し、ＺＢ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００４８】
図１５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爪状極歯の数（Ｚで記す）と、このモータのステップ角との関係を示している。
【００４９】
図１６は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。図１６において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｂ１と巻線４Ｂ７とを直列結線した回路の引出線、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｂ２と巻線４Ｂ８とを直列結線した回路の引出線、以下同様に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とを直列結線した回路の各引出線であって、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。
【００５０】
本実施の形態におけるモータの駆動は、図１７に示したステップに従って実行される。
図１７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以降の図示は省略している。
縦方向には前述した各引出線を順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に示す四辺形は、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。
従って、図１７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。
従って、その動作は実施の形態１の説明で図１０に示した展開図に上述した段
落番号【００３８】乃至【００４８】の説明を参照して固定子の磁極を６極分追加し、回転子の爪状極歯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１７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（τＲＢ１）／１２ずつ歩進し回転を継続し、１２パルスで極歯１ピッチ分回転する。
【００５１】
実施の形態３：
次に、本発明を１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した実施の形態３を図１８乃至図２４によって、前述した実施の形態１、実施の形態２を参照して説明する。
従って、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極モータに転換し容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号を使用し、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記して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等を参照し、磁極や極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。
【００５２】
図１８は１０相１０極モータの縦断正面図、図１９は図１８のＸ−Ｘ′断面を示している。
図１８、図１９において、ＳＣは固定子で、後述するように磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成される。
固定子ＳＣはヨーク部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して、各磁極は交互に極歯の形成位置を交差させている。 即ち、磁極３Ｃ１、３Ｃ３、３Ｃ５、３Ｃ７、３Ｃ９には同一側である第１の固定子部ＳＣ１に極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ２、３Ｃ４、３Ｃ６、３Ｃ８、３Ｃ１０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＣ２に極歯３Ｃａを設けている。
上記各磁極には実施の形態１等と同様、巻線４Ｃ１乃至４Ｃ１０（図１８では各巻線を代表して符号４Ｃで記している）が巻き回されている。上述した各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１等に説明したのと同様、固定子のどの磁極を基準に定めるようにしても良い。
【００５３】
図２０に固定子ＳＣの磁極部の構造を示している。即ち、同図において、（Ａ）には前述した奇数番目の磁極３Ｃ１、３Ｃ３等の内の１つの磁極３Ｃ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、（Ｂ）には偶数番目の磁極３Ｃ２、３Ｃ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｃ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ｃ１の１／２である３Ｃｂ部には極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ１の他の１／２である３Ｃｃ部には極歯３Ｃａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｃ２においては同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｃ２の１／２である３Ｃｂ部には極歯３Ｃａを設け、磁極３Ｃ２の他の１／２である３Ｃｃ部には極歯３Ｃａを欠いている。
【００５４】
次に、図２１を参照して固定子ＳＣを構成する固定子鉄心の製作方法の例を説明する。
即ち、同図に示すように、固定子鉄板ＰＣは環状のヨーク部２の内部に先端部に極歯ＰＣａを設けた同一形状の磁極部ＰＣ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＣ２とを交互に各５個、総計で１０個を求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＣ１と磁極部ＰＣ２との間隔角度θＣは３６０°／１０ 即ち３６°に形成した上、固定子鉄板ＰＣを所定枚数極歯が重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＣ１を構成する鉄心を形成する。 次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、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ＰＣを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＣａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち第２の固定子部ＳＣ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００５５】
回転軸８には、実施の形態１、実施の形態２同様、第１の単位回転子ＲＣＡと第２の単位回転子ＲＣＢが結合されている。
第１の単位回転子ＲＣＡ及び第２の単位回転子ＲＣＢは同一構造であって、各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｃａ、１１Ｃａの数以外の構造は、実施の形態１によって示した第１の単位回転子ＲＡＡ及び第２の単位回転子ＲＡＢとは類似構造をなしているので、その説明は省略する。
【００５６】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、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τＲＡをτＲＣに、符号τＳＡをτＳＣ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を参照して固定子の磁極に形成する極歯と回転子に形成する爪状極歯の関係が示される。
τＲＣ＝τＳＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１９）
０．７５τＲＣ≦τＳＣ＜τＲＣ・・・・・・・・・・・（２０）
τＲＣ＜τＳＣ≦１．２５τＲＣ・・・・・・・・・・・（２１）
【００５７】
即ち、固定子の各極歯と回転子の各爪状極歯との相互位置関係は、実施の形態１で説明した状況（図６）と同一なので図示は省略するが、図６に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｃｂ１、３Ｃｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｃｃ１、３Ｃｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＣ＝３６０°／１０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＣに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＣＡ１、ＲＣＡ２、ＲＣＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＣＢ１、ＲＣＢ２、ＲＣＢ３に、回転子の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＣ１、τＲＣ２、τＲＣ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＣ１、αＣ２、αＣ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００５８】
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爪状極歯のピッチの関係が（１９）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ１は（τＲＣ１）／２０になる。
ＺＣ１＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２２）
但し、ＺＣ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００５９】
また、固定子の極歯と回転子磁極の爪状極歯のピッチの関係が（２０）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）式で示したように、下記（２３）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ２は（τＲＣ２）／２０になる。
ＺＣ２＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２３）
但し、ＺＣ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６０】
また、固定子の極歯と回転子磁極の爪状極歯の回転子のピッチの関係が（２１）式で示される場合、各回転子の爪状極歯の数を（４）式で示したように下記（２４）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＣ３は（τＲＣ３）／２０になる。
ＺＣ３＝５ｎ±２・・・・・・・・・・・・・・・・・（２４）
但し、ＺＣ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００６１】
図２２は、本実施の形態のモータにおいて、ｎを１から変化させた条件における各回転子磁極の爪状極歯の歯数（Ｚと記す）と、このモータのステップ角との関係を示すものである。
【００６２】
図２３は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。 同図おいて、Ａ、Ａ′は巻線４Ｃ１の引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｃ２の引出線、以下同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｃ３の、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｃ４の、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｃ５の、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｃ６の、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｃ７の、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｃ８の、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｃ９の、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パルス出力回路が接続される。
【００６３】
図２４は本実施の形態のモータ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す。
同図において、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順次示し、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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に記す四辺形は、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、同図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１０に示した展開図を、上述した段
落番号【００５１】乃至【００６２】の説明を参照して固定子の磁極を１０極に変換し、回転子の爪状極歯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２４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（τＲＣ１）／２０ずつ回転を継続し、２０パルスで爪状極歯１ピッチ分回転する。
【００６４】
実施の形態４：
次に、本発明を１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した実施の形態４を図２５乃至図３１によって、実施の形態１乃至３を参照して説明する。
従って、実施の形態１（６相６極）、実施の形態３（１０相１０極）の各モータについて説明した内容を本実施の形態の１０相２０極モータに転換して容易に理解できる事項である構造や動作については、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同等の要素機能は同一の符号、相当する要素機能は符号の後半部を変えて記し、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等を参照し、磁極や極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。
【００６５】
図２５は本実施の形態の１０相２０極モータの縦断正面図、図２６は図２５のＸ−Ｘ′断面を示している。
図２５、図２６において、ＳＤで、後述するように磁極の回転軸方向の１／２、又は、ほぼ１／２の幅で各磁極交互に極歯が形成されている。
固定子ＳＤはヨーク部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位置を交差させている。
即ち、磁極３Ｄ１、３Ｄ３、３Ｄ５、３Ｄ７、３Ｄ９、３Ｄ１１、３Ｄ１３、３Ｄ１５、３Ｄ１７、３Ｄ１９には同一側である第１の固定子部ＳＤ１に極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ２、３Ｄ４、３Ｄ６、３Ｄ８、３Ｄ１０、３Ｄ１２、３Ｄ１４、３Ｄ１６、３Ｄ１８、３Ｄ２０には上記の磁極とは反対側である第２の固定子部ＳＤ２に極歯３Ｄａを設けている。
上記の各磁極には実施の形態１等と同様、巻線４Ｄ１乃至４Ｄ２０（図２５では各巻線を代表して符号４Ｄで記している）が巻き回されている。
上述した各磁極に設けた符号末尾の番号は実施の形態１等に説明したのと同様、固定子のどの磁極を基準に定めるようにしても良い。
【００６６】
図２７に固定子ＳＤの磁極部の構造を示している。即ち、同図（Ａ）には上述した奇数番目の磁極３Ｄ１、３Ｄ３等の内の１つの、例えば磁極３Ｄ１を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示し、同図（Ｂ）には前述した偶数番目の磁極３Ｄ２、３Ｄ４等の内の１つ、例えば磁極３Ｄ２を構成する固定子鉄心の一部の斜視図を示している。
即ち、同図（Ａ）において、ヨーク部２に形成した磁極３Ｄ１の１／２である３Ｄｂ部には極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ１の他の１／２である３Ｄｃ部には極歯３Ｄａを欠いている。同図（Ｂ）に示すように偶数番目の磁極３Ｄ２においては、同図（Ａ）とは逆側のヨーク部２に形成した磁極３Ｄ２の１／２である３Ｄｂ部には極歯３Ｄａを設け、磁極３Ｄ２の他の１／２である３Ｄｃ部には極歯３Ｄａを欠いている。
【００６７】
次に、図２８を参照して固定子ＳＤを構成する固定子鉄心の製作方法を説明する。
同図に示すように、固定子鉄板ＰＤは環状のヨーク部２の内部に、先端部に極歯ＰＤａを設けた同一形状の磁極部ＰＤ１と先端部に極歯を設けない同一形状の磁極部ＰＤ２とを交互に各１０個、総計で２０個求心状に形成し、相互に隣接する磁極部ＰＤ１と磁極部ＰＤ２との間隔角度θＤは３６０°／２０ 即ち１８°に形成した上、固定子鉄板ＰＤを所定枚数極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の片側半分、即ち、第１の固定子部ＳＤ１を構成する鉄心を形成する。次に、上記の構成体に対して磁極部のピッチ、即ち１８°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ＰＤを上記と同枚数、又は、ほぼ同枚数、極歯ＰＤａが重なるように積層して固定子鉄心の残り片側半分、即ち、第２の固定子部ＳＤ２を構成する鉄心を形成すれば良い。
【００６８】
回転軸８は、他の実施の形態と同様に、第１の単位回転子ＲＤＡと第２の単位回転子ＲＤＢが結合されている。
第１の単位回転子ＲＤＡ及び第２の単位回転子ＲＤＢは同一構造で、各回転子磁極に形成した爪状極歯１０Ｄａ、１１Ｄａの数以外の構造は実施の形態１と同様に構成すれば良い。
【００６９】
上記構造の固定子と回転子の各磁性部の構成は、下記（２５）式、（２６）式、（２７）式夫々の条件において、図６を参照して固定子の磁極に形成する極歯と回転子に形成する爪状極歯との関係が示される。
τＲＤ＝τＳＤ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２５）
０．７５τＲＤ≦τＳＤ＜τＲＤ・・・・・・・・・・・（２６）
τＲＤ＜τＳＤ≦１．２５τＲＤ・・・・・・・・・・・（２７）
【００７０】
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について説明した状況（図６）と同一なので図示は省略するが、図６に示した各符号を、固定子の所定の磁極の極歯存在部３Ａｂ１、３Ａｂ２を夫々３Ｄｂ１、３Ｄｂ２に、極歯非存在部３Ａｃ１、３Ａｃ２を夫々３Ｄｃ１、３Ｄｃ２に、固定子の磁極のピッチθＡ＝３６０°／６をθＤ＝３６０°／２０に、固定子の極歯のピッチτＳＡをτＳＤに、第１の単位回転子ＲＡＡ１、ＲＡＡ２、ＲＡＡ３を夫々ＲＤＡ１、ＲＤＡ２、ＲＤＡ３に、第２の単位回転子ＲＡＢ１、ＲＡＢ２、ＲＡＢ３を夫々ＲＤＢ１、ＲＤＢ２、ＲＤＢ３に、各回転子磁極の爪状極歯のピッチτＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３を夫々、τＲＤ１、τＲＤ２、τＲＤ３に、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＡ１、αＡ２、αＡ３をαＤ１、αＤ２、αＤ３に、夫々置換することによって、そのまま利用できる。
【００７１】
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磁極の爪状極歯のピッチの関係が（２５）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ１は（τＲＤ１）／２０になる。
ＺＤ１＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２８）
但し、ＺＤ１は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７２】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（２６）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）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の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ２は（τＲＤ２）／２０になる。
ＺＤ２＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（２９）
但し、ＺＤ２は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７３】
また、固定子の極歯と回転子の爪状極歯のピッチの関係が（２７）式で示される場合、各回転子磁極の爪状極歯の数を（４）式で示したように、下記（３０）式で示される条件を満足させると、固定子の所定の磁極の極歯と回転子の爪状極歯の所定極、例えばＮ極の位置が一致した状態で、隣接する固定子の磁極における同一位置の極歯と回転子の爪状極歯の同一極、即ちＮ極との間隔角度αＤ３は（τＲＤ３）／２０になる。
ＺＤ３＝１０ｎ±４・・・・・・・・・・・・・・・・・（３０）
但し、ＺＤ３は各回転子磁極の爪状極歯の数、ｎは１に等しいか１よりも大なる整数である。
【００７４】
図２９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爪状極歯の歯数（Ｚと記す）と、このモータのステップ角との関係を示している。
【００７５】
図３０は、本実施の形態におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示している。同図において、Ａ、Ａ′は巻線４Ｄ１と巻線４Ｄ１１とを直列結線した引出線、Ｆ、Ｆ′は巻線４Ｄ２と巻線４Ｄ１２とを直列結線した引出線、以下同様にＢ、Ｂ′は巻線４Ｄ３と巻線４Ｄ１３とを、Ｇ、Ｇ′は巻線４Ｄ４と巻線４Ｄ１４とを、Ｃ、Ｃ′は巻線４Ｄ５と巻線４Ｄ１５とを、Ｈ、Ｈ′は巻線４Ｄ６と巻線４Ｄ１６とを、Ｄ、Ｄ′は巻線４Ｄ７と巻線４Ｄ１７とを、Ｉ、Ｉ′は巻線４Ｄ８と巻線４Ｄ１８とを、Ｅ、Ｅ′は巻線４Ｄ９と巻線４Ｄ１９とを、Ｊ、Ｊ′は巻線４Ｄ１０と巻線４Ｄ２０とを直列結線した引出線であって、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。
【００７６】
本実施の形態のモータの駆動は、図３１に示す１相励磁の場合の励磁シーケンスのステップに従ってバイポーラ駆動される。
図３１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。
同図に示す各四辺形において、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′へ電流を流すことを示し、横線の下側に記す四辺形は引出線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３１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１０に示した展開図を、上述した段落番号６４乃至７５の説明を参照して固定子の磁極を２０極に変換し、回転子の爪状極歯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３１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（τＲＤ１）／２０ずつ回転を継続し、２０パルスで爪状極歯１ピッチ分回転する。
【００７７】
実施の形態５：
前述した実施の形態１においては、本発明の技術思想を夫々インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータに適用した例について説明したが、本発明の技術思想はアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータにも適用できるので、この場合の実施の形態５を次に図３２によって説明する。
図３２は前述した実施の形態１乃至実施の形態４の説明に使用した図１、図１１、図１８、図２５に対応しており、６極、１０極、１２極、２０極等極数の違いに対しては、インナロータ形モータについての各実施の形態を参照すれば、その極数の違いに基づく構造と特性の違いを容易に理解できるので、相数と極数は限定しないでインナロータ形モータとの違いを主体にして、アウタロータ形モータの構造を説明して機能の説明は省略する。
即ち、相数や極数の異なった各種のアウタロータ形モータについては、後述する固定子と回転子との相互位置の違いに基づく構造の違いを考慮して前述したインナロータ形モータ各実施の形態を参照すれば良い。従って、本実施の形態の説明では実施の形態１乃至実施の形態４で示した固定子の磁極の数に基づく構造を説明する図２、図１２、図１９、図２６等のＸ−Ｘ′断面図の図示説明等は省略する。
【００７８】
図３２において、固定子ＳＫは円筒状に形成した保持材２０の外周に沿って形成されている。固定子ＳＫには等ピッチで、前述したインナロータ形モ−タに形成した磁極と類似形状の磁極２１が放射状に、そのモータの極数だけの数が等間隔で成されている。
即ち、本実施の形態における磁極は、実施の形態１乃至実施の形態４で説明したインナロータ形のモータの磁極が円筒状の内面に求心状に形成されていたのに対して、同一構成の磁極が円筒状の外面に放射状に形成されている。
即ち、各磁極２１は回転軸方向の１／２又は、ほぼ１／２の幅で一個おきの各磁極に少なくとも１以上の極歯２１ａを等ピッチで形成した第１の固定子部ＳＫ１と、この第１の固定子部ＳＫ１の極歯２１ａを形成した残りの１／２、又は、ほぼ１／２の幅で少なくとも１以上の極歯２１ａを形成した第１の固定子部ＳＫ１の磁極２１ａを形成した残りの磁極である第２の固定子部ＳＫ２によって構成されている。即ち、第１の固定子部ＳＫ１の磁極と第２の固定子部ＳＫ２の磁極とは交互に極歯の形成位置を交差させている。
各磁極２１には励磁用巻線２２が巻き回されている。
【００７９】
上述した円筒状に形成した固定子ＳＫの中心部に図示しない軸受で回転自在に回転軸２３が支承されている。回転軸２３の片方の端部近傍に固定した垂直保持材２４には、例えば非磁性体で形成した円筒状保持材２５が前述した固定子ＳＫの表面を平行に覆うように形成されている。
円筒状保持材２５の内面には、前述した第１の固定子部ＳＫ１に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙を設けて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の第１の単位回転子ＲＫＡが固定されている。また、前述した第２の固定子部ＳＫ２に形成した極歯２１ａとの間に所定の間隙を設けて固定子の極歯の幅等に対応した所定幅の第２の単位回転子ＲＫＢが固定されている。
第１の単位回転子ＲＫＡと第２の固定子部ＳＫ２とは前述したインナロータ形モータと同様夫々第１の回転子磁極２７には、回転軸２３の軸方向に着磁した永久磁石２６を覆って永久磁石２６の方向に直角に折り曲げた形状に第１の固定子部ＳＫ１に形成した極歯２１ａの形状とピッチに対応したピッチと形状の爪状極歯２７ａが設けられ、第２の回転子磁極２８は第１の回転子磁極と同一形状に形成し、爪状極歯２８ａを第１の回転子磁極２７に設けた爪状極歯２７ａとの間に反対側から噛み合わせるように第１の回転子磁極と共に、永久磁石２６に固定されている。第１の回転子磁極２７に設けた爪状極歯と、第２の回転子磁極２８に設けた爪状極歯２８ａとの間には所定間隙を設けるように、夫々の爪状極歯が設定されている。
【００８０】
第１の単位回転子ＲＫＡに形成した永久磁石によって生じる所定磁極極性の爪状極歯と、第２の単位回転子ＲＫＢに形成した永久磁石によって生じる所定磁極極性の爪状極歯とは、前述したインナロータ形モータと同様、夫々の同一極間のピッチの１／４回転し偏位させている。
従って、インナロータ形モータと同様、固定子の磁極に巻き回した巻線に順次電流を供給することによって、インナロータ形モータと同様、その磁極の構成等の条件に従った特性で回転する。
即ち、実施の形態５に示す構造においても、実施の形態１乃至実施の形態４夫々に示したように、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。
なお、この本実施の形態の固定子は、実施の形態１乃至実施の形態４で説明したインナロータ形のモータの固定子と類似同様の製法によって製作できる。
【００８１】
上述の各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当然である。
例えば、固定子の鉄心は前述したように磁性鉄板を積層して構成する代わりに、所定の形状に圧粉鉄心を焼結して構成できる等の各種の変形が考えられる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明に基づくインナロータ形又はアウタロータ形ハイブリッド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)従来のインナロータ形又はアウタロータ形いずれの多相形ハイブリッド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。
(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。
(3)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、本発明のものでは１０乃至２０個の固定子磁極で実現できる。
(4)固定子磁極の数を減らすことができるので、多相ステッピングモータでありながら、その小型化が可能である。
(5)固定子磁極の数を減らすことができるので、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)従来、製作困難であった多相ステッピングモータが安い価格で実現できる。(7)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２相乃至５相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。
(8)微少な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できる。
(9)回転子の円周上に交互に多数のＮ極とＳ極が構成できるので、多相モータでありながら偏平構造にすることができる。
(10)分解能の向上によって精度の良い回転制御が実現され、従来はサーボモータに頼る必要のあった回転システムに対してステッピングモータの適用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２】図１に示す６相６極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図３】本実施の形態１における固定子の磁極先端部形状を説明する斜視図で、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。
【図４】本実施の形態１における固定子を形成する磁性材板（固定子鉄板）の形状を説明す平面図である。
【図５】実施の形態１における回転子の構造を説明する斜視図で、同図（Ａ）は回転子の組み立て図、同図（Ｂ）は単位回転子の分解図、同図（Ｃ）は各単位回転子の爪状極歯部の拡大説明図、同図（Ｄ）は永久磁石によって各回転子磁極の爪状極歯に生じる磁気極性の関係を示している回転子表面の展開概要図である。
【図６】実施の形態１における固定子の極歯と回転子の爪状極歯に生じる磁気極性との位置関係を説明する展開説明図で、同図（Ａ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の爪状極歯のピッチ（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爪状極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図、同図（Ｂ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）よりも小さく、かつ、回転子の爪状極歯のピッチ（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爪状極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図、同図（Ｃ）は固定子の極歯のピッチ（間隔角度）が回転子の極歯のピッチ（間隔角度）よりも大きく、かつ、回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）の１．２５倍に等しいか、より小さい場合における固定子の極歯と回転子の極歯との位置関係を説明する固定子と回転子の爪状極歯部の展開図である。
【図７】実施の形態１のステッピングモータにおける回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図８】実施の形態１におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図９】実施の形態１のステッピングモータのバイポーラ駆動をするため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図１０】実施の形態１の固定子の極歯のピッチ（間隔角度）と回転子の爪状極歯のピッチ（間隔角度）が等しい場合において、図９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爪状極歯との位置関係を説明する、固定子の磁極と回転子の爪状極歯部の展開説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２の６相１２極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１２】図１１に示す６相１２極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図１３】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斜視図で、図同図（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。
【図１４】実施の形態２における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。
【図１５】実施の形態２のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図１６】実施の形態２におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図１７】実施の形態２のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図１８】本発明の実施の形態３の１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図１９】図１８に示す１０相１０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２０】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斜視図で、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。
【図２１】実施の形態３における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。
【図２２】実施の形態３のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図２３】実施の形態３におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図２４】実施の形態３のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図２５】本発明の実施の形態４の１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図２６】図２５に示す１０相２０極インナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図２７】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斜視図で、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。
【図２８】実施の形態４における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。
【図２９】実施の形態４のステッピングモータにおける各回転子磁極の爪状極歯の数とステップ角との関係を示す図表である。
【図３０】実施の形態４におけるモノファイラ巻き巻線の結線状態を示す結線図である。
【図３１】実施の形態４のステッピングモータのバイポーラ駆動するため１相励磁する場合の励磁シーケンス図である。
【図３２】本発明の実施の形態５のアウタロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの構成を示す縦断正面図である。
【図３３】従来のインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータの縦断正面図である。
【図３４】図３３に示すインナロータ形ハイブリッド形ステッピングモータのＸ−Ｘ′断面図である。
【図３５】従来構造のインナロータ形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である。
【図３６】従来構造のインナロータ形６相ステッピングモータ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。
【図３７】従来構造のインナロータ形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である。
【図３８】従来構造のインナロータ形２０相ステッピングモータ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。
【符号の説明】
２：ヨーク部
３Ａ１〜３Ａ６、３Ｂ１〜３Ｂ１２、３Ｃ１〜３Ｃ１０、３Ｄ１〜３Ｄ２０、２１：固定子の磁極
３Ａａ、３Ｂａ、３Ｃａ、３Ｄａ、２１ａ：固定子の極歯
３Ａｂ、３Ａｂ１、３Ａｂ２、３Ｂｂ１、３Ｂｂ２、３Ｃｂ１、３Ｃｂ２、３Ｄｂ１、３Ｄｂ２：固定子磁極の極歯存在部
３Ａｃ、３Ａｃ１、３Ａｃ２、３Ｂｃ１、３Ｂｃ２、３Ｃｃ１、３Ｃｃ２、３Ｄｃ１、３Ｄｃ２：固定子磁極の極歯非存在部
４Ａ、４Ａ１、〜４Ａ６、４Ｂ、４Ｂ１〜４Ｂ１２、４Ｃ、４Ｃ１〜４Ｃ１０、４Ｄ、４Ｄ１〜４Ｄ２０、２２：巻線
８、２３：回転軸
９、２６：永久磁石
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、２７、２８：回転子磁極
１０Ａａ、１０Ｂａ、１０Ｃａ、１０Ｄａ、１１Ａａ、１１Ｂａ、１１Ｃａ、１１Ｄａ、２７ａ、２８ａ：爪状極歯
Ａ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′、Ｃ、Ｃ′、Ｄ、Ｄ′、Ｅ、Ｅ′、Ｆ、Ｆ′、Ｇ、Ｇ′、Ｈ、Ｈ′、Ｉ、Ｉ′、Ｊ、Ｊ′、：巻線の引出線
ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ：磁性材板（固定子鉄板）
ＰＡ１、ＰＢ１、ＰＣ１、ＰＤ１；磁性材板（固定子鉄板）の極歯存在部
ＰＡ２、ＰＢ２、ＰＣ２、ＰＤ２；磁性材板（固定子鉄板）の極歯非在部
ＰＡａ、ＰＢａ、ＰＣａ、ＰＤａ；磁性材板（固定子鉄板）の極歯
ＲＡＡ、ＲＡＢ、ＲＢＡ、ＲＢＢ、ＲＣＡ、ＲＣＢ、ＲＤＡ、ＲＤＢ、ＲＫＡ、ＲＫＢ：単位回転子
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＫ：固定子
ＳＡ１、ＳＢ１、ＳＣ１、ＳＤ１、ＳＫ１：第１の固定子部
ＳＡ２、ＳＢ２、ＳＣ２、ＳＤ２、ＳＫ２：第２の固定子部
τＲＡ、τＲＡ１、τＲＡ２、τＲＡ３：回転子磁極の爪状極歯のピッチ（間隔角度）
τＳＡ：固定子磁極の極歯間のピッチ（間隔角度）
αＡ１、αＡ２、αＡ３：固定子の極歯と回転子の所定の爪状極歯との間隔角度
θＡ、θＢ、θＣ、θＤ：固定子の磁極間ピッチ（間隔角度）
Claims (7)
- 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夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、該磁極の内、交互に形成された半数の夫々の先端部には軸方向の厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、前記第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極の夫々の先端部には軸方向の厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、上記第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて、該固定子の極歯数に対応する数の該固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周面に折曲げ形状に形成した円盤状の第１の回転子磁極と、該第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を前記第１の回転子磁極の夫々の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した円筒状永久磁石を挟んで、該回転軸に固定した第１の単位回転子と、前記第１の単位回転子と同一形状に形成して前記第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、該第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と前記第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで前記回転軸に固定し構成したことを特徴とするインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
- 円筒状磁性体の円筒外面から放射状に等ピッチで夫々に励磁用巻線を巻き回した少なくとも６以上の複数の磁極を形成し、該磁極の内、交互に形成された半数の夫々の先端部には軸方向厚みの所定側のほぼ半ばまでに、少なくとも１以上所定数の極歯を等ピッチで設けて第１の固定子部を形成し、前記第１の固定子部における極歯を形成した各磁極に隣接する他の半数の磁極の夫々の先端部には軸方向の厚みの前記とは反対側のほぼ半ばまでに、前記第１の固定子部と同数の極歯を同一ピッチで形成して第２の固定子部を形成し、上記第１の固定子部の極歯表面との間に所定間隙を設けて、該固定子の極歯数に対応する数の該固定子の極歯表面に平行な爪状極歯を同一円周面に折曲げ形状に形成した円盤状の第１の回転子磁極と、該第１の回転子磁極と同一形状の爪状極歯を前記第１の回転子磁極の夫々の爪状極歯との間に、所定間隙を設けて対向し噛み合わせて形成した第２の回転子磁極とを軸受に回転自在に支承した回転軸の軸方向に着磁した環状永久磁石を挟んで、該回転軸に固定した第１の単位回転子と、前記第１の単位回転子と同一形状に形成して前記第２の固定子部に対応させて配置した第２の単位回転子とを、該第２の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性と前記第１の単位回転子の爪状極歯に現れる磁気極性とを同一極に対して相互に１／４ピッチずらし、非磁性体部を挟んで前記回転軸に固定し構成したことを特徴とするアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
- 請求項１記載のインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、
前記固定子の磁極の数を６個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した６相６極のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
Ｚ＝３ｎ±１
但し、ｎ≧１の整数とする。 - 請求項１記載のインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、
前記固定子の磁極の数を１２個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した６相１２極のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
Ｚ＝６ｎ±４
但し、ｎ≧１の整数とする。 - 請求項１記載のインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、
前記固定子の磁極の数を１０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した１０相１０極のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
Ｚ＝５ｎ±２
但し、ｎ≧１の整数とする。 - 請求項１記載のインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ又は請求項２記載のアウタロータ形多相ハイブリッド形ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、
前記固定子の磁極の数を２０個に形成し、各回転子磁極の爪状極歯の数Ｚを、下式の関係を満足するように形成した１０相２０極のインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
Ｚ＝１０ｎ±４
但し、ｎ≧１の整数とする。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載のインナロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータにおいて、
環状部から求心状又は円筒状部から放射状に同心的に形成した所定形状の磁極形成部の１個おき交互に、該磁極形成部の先端部に少なくとも１以上の極歯を形成した円板状磁性体板を所定枚数積層して第１の固定子部の鉄心を形成し、さらに、前記磁性体板と同一形状に形成した磁性体板を磁極形成ピッチ回転偏位して所定枚数積層して第２の固定子部の鉄心を形成し、各積層体を固定し、巻線を巻き回して固定子に構成したインナロータ形又はアウタロータ形多相ハイブリッド形ステッピングモータ。
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